《高中數(shù)學(xué) 第二章231直線與平面垂直的判定導(dǎo)學(xué)案 新人教A版必修2》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中數(shù)學(xué) 第二章231直線與平面垂直的判定導(dǎo)學(xué)案 新人教A版必修2(4頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
2.3 直線、平面垂直的判定及其性質(zhì)
2.3.1 直線與平面垂直的判定
問題導(dǎo)學(xué)
一、直線與平面垂直的證明
活動(dòng)與探究1
如圖所示,Rt△ABC所在平面外一點(diǎn)S,且SA=SB=SC,點(diǎn)D為斜邊AC的中點(diǎn).
(1)求證:SD⊥平面ABC;
(2)若AB=BC,求證:BD⊥平面SAC.
遷移與應(yīng)用
1.一直線和三角形兩邊所在直線都垂直,則該直線和三角形所在平面的位置關(guān)系是__________.
2.在三棱錐V-ABC中,VA=VC,BA=BC,O是AC的中點(diǎn),則AC與平面VOB的關(guān)系是________.
利用直線與平面垂直的判定定理證明直線與平面垂直,就是在平面內(nèi)
2、找(或作)兩條相交直線,再證明已知直線與這兩條相交直線都垂直.
二、直線與平面垂直定義的應(yīng)用
活動(dòng)與探究2
如下圖,已知AP⊥⊙O所在平面,AB為⊙O的直徑,C是圓周上不同于A,B的任意一點(diǎn),過點(diǎn)A作AE⊥PC于點(diǎn)E,求證:AE⊥平面PBC.
遷移與應(yīng)用
1.如圖,P為△ABC所在平面外的一點(diǎn),且PA,PB,PC兩兩垂直,則PA與BC的關(guān)系是__________.
2.如下圖,α∩β=CD,EA⊥α,垂足為A,EB⊥β,垂足為B.求證:CD⊥AB.
在立體幾何中,為證兩直線垂直,常需證明一條直線與另一條直線所在的平面垂直.這體現(xiàn)了線線垂直與線面垂直的相互轉(zhuǎn)化,也是
3、證明兩直線垂直的重要方法.
三、直線與平面所成的角
活動(dòng)與探究3
如圖所示,Rt△BMC中,斜邊BM=5,它在平面ABC上的射影AB長為4,∠MBC=60,求MC與平面CAB所成角的正弦值.
遷移與應(yīng)用
如圖所示,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E是棱DD1的中點(diǎn).求直線BE與平面ABB1A1所成的角的正弦值.
求斜線與平面所成角的步驟:
①尋找過直線上一點(diǎn)與平面垂直的直線;
②連接垂足和斜足得出射影,確定出所求角;
③把該角放入三角形中計(jì)算.
當(dāng)堂檢測
1.下列命題中正確的個(gè)數(shù)是( )
①如果直線l與平面α內(nèi)的無數(shù)條直線垂直,則l⊥α;
②如果直
4、線l與平面α內(nèi)的一條直線垂直,則l⊥α;
③如果直線l不垂直于α,則α內(nèi)沒有與l垂直的直線;
④如果直線l不垂直于α,則α內(nèi)也可以有無數(shù)條直線與l垂直.
A.0 B.1 C.2 D.3
2.在正方體ABCD-A1B1C1D1中,與AD1垂直的平面是( )
A.平面DD1C1C B.平面A1DB1
C.平面A1B1C1D1 D.平面A1DB
3.直線a⊥平面α,b∥α,則a與b的關(guān)系為( )
A.a(chǎn)⊥b,且a與b相交 B.a(chǎn)⊥b,且a與b不相交
C.a(chǎn)⊥b D.
5、a與b不一定垂直
4.如圖,在長方體ABCD-A1B1C1D1中,AB=BC=2,AA1=1,則AC1與平面A1B1C1D1所成角的正弦值為__________.
5.如圖,在△ABC中,∠C=90,若PA⊥平面ABC,則圖中直角三角形的個(gè)數(shù)為__________.
提示:用最精練的語言把你當(dāng)堂掌握的核心知識(shí)的精華部分和基本技能的要領(lǐng)部分寫下來并進(jìn)行識(shí)記.
答案:
課前預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)
【預(yù)習(xí)導(dǎo)引】
1.任意一條 垂直 l⊥α 垂線 垂面 垂足
預(yù)習(xí)交流1 (1)提示:不一定.若平面內(nèi)的無數(shù)條直線是平行的,則直線l與平面可能平行,也可能垂直,也可能是相交但不
6、垂直,也可能直線l在平面內(nèi).
(2)提示:l⊥a.
2.(1)兩條相交直線 (3)a?α,b?α,a∩b=P,l⊥a,l⊥b
預(yù)習(xí)交流2 (1)提示:定理中“相交”二字不可去掉,否則直線與平面不一定垂直.
(2)提示:設(shè)法在平面內(nèi)找(或作)兩條相交直線與已知直線垂直.
3.(1)斜線 斜足 (2)垂足O和斜足A (3)射影 銳角 (4)直角 0 0≤θ≤90
課堂合作探究
【問題導(dǎo)學(xué)】
活動(dòng)與探究1 思路分析:由于D是AC中點(diǎn),SA=SC,則SD是△SAC的高,可證△SDB≌△SDA.由AB=BC,則Rt△ABC是等腰直角三角形,則BD⊥AC,利用線面垂直的判定定理即可得證.
7、
證明:(1)∵SA=SC,D為AC的中點(diǎn),∴SD⊥AC.在Rt△ABC中,AD=DC=BD,又SA=SB,
∴△ADS≌△BDS.
∴SD⊥BD.又AC∩BD=D,
∴SD⊥平面ABC.
(2)∵BA=BC,D為AC的中點(diǎn),∴BD⊥AC.
又由(1)知SD⊥BD,
于是BD垂直于平面SAC內(nèi)的兩條相交直線.∴BD⊥平面SAC.
遷移與應(yīng)用 1.垂直
2.AC⊥平面VOB
活動(dòng)與探究2 思路分析:要證AE⊥平面PBC,∵AE⊥PC,只需證AE⊥BC;
要證AE⊥BC,只需證BC⊥平面PAC.
證明:∵PA⊥⊙O所在平面,而BC在⊙O所在平面內(nèi),∴PA⊥BC.
又∵AB為
8、⊙O直徑,∴AC⊥BC.
又PA∩AC=A,∴BC⊥平面PAC.∵AE?平面PAC,
∴BC⊥AE.
又∵AE⊥PC,BC∩PC=C,
∴AE⊥平面PBC.
遷移與應(yīng)用 1.垂直
2.證明:∵EA⊥α,CD?α,
根據(jù)直線和平面垂直的定義,則有CD⊥EA.同樣,∵EB⊥β,CD?β,則有EB⊥CD.
又EA∩EB=E,
∴CD⊥平面AEB.又∵AB?平面AEB,∴CD⊥AB.
活動(dòng)與探究3 解:由題意知,A是M在平面ABC內(nèi)的射影,
∴MA⊥平面ABC.∴MC在平面CAB內(nèi)的射影為AC.
∴∠MCA即為直線MC與平面CAB所成的角.
又∵在Rt△MBC中,BM=5,∠
9、MBC=60,∴MC=BMsin∠MBC=5sin 60=5=.
在Rt△MAB中,MA===3.
在Rt△MAC中,sin∠MCA===.即MC與平面CAB所成角的正弦值為.
遷移與應(yīng)用 解:取AA1的中點(diǎn)M,連接EM,BM.因?yàn)镋是DD1的中點(diǎn),四邊形ADD1A1為正方形,所以EM∥AD.又在正方體ABCD-A1B1C1D1中,AD⊥平面ABB1A1,所以EM⊥平面ABB1A1,
從而BM為直線BE在平面ABB1A1上的射影,∠EBM即為直線BE與平面ABB1A1所成的角.
設(shè)正方體的棱長為2,則EM=AD=2,BE==3,于是在Rt△BEM中,sin∠EBM==,即直線BE與平面ABB1A1所成的角的正弦值為.
【當(dāng)堂檢測】
1.B 2.B 3.C 4. 5.4
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