2.3.1直线与平面垂直的判定观察图中立柱与地面,立柱与桥面之间是怎样的位置关系?旗杆与地面的位置关系,给人以直线与平面垂直的形象.思考1阳光下直立于地面的旗杆及它在地面的影子有何位置关系.ABα1.旗杆所在的直线始终与影子所在的直线垂直.2.事实上,旗杆AB所在直线与地面内任意一条不过点B的直线也是垂直的.ABαCBB1C1直线和平面垂直的定义如果直线l与平面α内的任意一条直线都垂直,我们就说直线l与平面α互相垂直,记作l⊥α.l平面α的垂线直线l的垂面A垂足直线和平面垂直的画法αP注:画直线与水平平面垂直时,通常把直线画成与表示平面的平行四边形的一边垂直.l思考2若直线与平面内的无数条直线垂直,则直线垂直于平面吗?不一定如图:BCBCl①“任何”表示所有.②直线与平面垂直是直线与平面相交的一种特殊情况,在垂直时,直线与平面的交点叫做垂足.③等价于对任意的直线,都有利用定义,我们得到了判定线面垂直的最基本方法,同时也得到了线面垂直的最基本的性质.【提升总结】请同学们准备一块三角形的纸片,我们一起来做如图所示的试验:过△ABC的顶点A翻折纸片,得到折痕AD,将翻折后的纸片竖起放置在桌面上(BD,DC与桌面接触).ABCD动手操作ABDC思考3(1)折痕AD与桌面垂直吗?(2)如何翻折才能保证折痕AD与桌面所在平面α垂直?当折痕AD⊥BC且翻折后BD与DC不在一条直线上时,折痕AD与桌面所在平面垂直.ABDCABDCABDCABDCABDCABDCABDCABDCABDCABDCABDCBDCABD,CD都在桌面内,BD∩CD=D,AD⊥CD,AD⊥BD,直线AD所在的直线与桌面垂直lmnP一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直.直线和平面垂直的判定定理lmnP符号表示:,,mnmnPllmln“平面内”,“相交”,“垂直”三个条件必不可少简记为:线线垂直线面垂直定理补充例1如图,已知a∥b,a⊥α,求证:b⊥α.bamn分析:在平面内作两条相交直线.是两条相交直线,直线m,n.证明:在平面内作两条相交因为直线a,根据直线与平面垂直的定义知,.aman又因为//ba,所以,.bmbn又因为所以.b,,,mnmn结论:两条平行直线中的一条垂直于一个平面,那么另一条也垂直于这一个平面.例2:正方体中,求证:.////ABCDABCD//ACBDDBD'C'B'A'DCBA下列命题中正确的个数是()①如果直线l与平面α内的无数条直线垂直,则l⊥α;②如果直线l与平面α内的一条直线垂直,则l⊥α;③如果直线l不垂直于α,则α内没有与l垂直的直线;④如果直线l不垂直于α,则α内也可以有无数条直线与l垂直.A.0B.1C.2D.3B【变式练习】如图,直四棱柱ABCD-ABCD中(侧棱与底面垂直的棱柱称为直棱柱),底面四边形ABCD满足什么条件时,A思C⊥4B考D?ACBDOPAα斜线斜足线面所成角(锐角∠PAO)射影关键:过斜线上一点作平面的垂线线面所成的角l一条直线垂直于平面,它们所成的角是直角.一条直线在平面内,或与平面平行,它们所成的角是0°的角.【提升总结】A1B1C1D1ABCD例3如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,求直线A1B和平面A1B1CD所成的角.分析:找出直线A1B在平面A1B1CD内的射影,就可以求出A1B和平面A1B1CD所成的角.O连点连因为所以所以所以所以为线内为设长为,所以线11111111111111111111111111111111o111接BC交BC于O,接AO,AB⊥BC,AB⊥BB,AB⊥平面BCCB.AB⊥BC,又BC⊥BC,BC⊥平面ABCD.AO斜AB在平面ABCD的射影,∠BAOAB与平面ABCD所成的角.正方体的棱a2在Rt△ABO中,AB=2a,BO=a,21BO=AB,∠BAO=30.2直解A:为o11B和平面ABCD所成的角30.例4如图,AB为平面α的一条斜线,B为斜足,AO⊥平面α,垂足为O,直线BC在平面α内,已知∠ABC=60°,∠OBC=45°,求斜线AB和平面α所成的角.ABCOαDVABCVA=VC,AB=BC,ABCV求证:VB⊥AC.中,在三棱锥1.如图,提示:找AC中点D,连接VD,BD【变式练习】点o2.过△ABC所在平面α外一点P,作PO⊥α,垂足为O,连接PA,PB,PC.(1)若PA=PB=PC,∠C=90,则点O是AB边的__点.(2)若PA=PB=PC,则点O是△ABC的_____心.(3)若PA⊥PB,PB⊥PC,PC⊥PA,则O是△ABC的_____心.中外垂1.下列说法中错误的是()①如果一条直线和平面内的一条直线垂直,该直线与这个平面必相交;②如果一条直线和平面的一条平行线垂直,该直线必在这个平面内;③如果一条直线和平面的一条垂线垂直,该直线必定在这个平面内;④如果一条直线和一个平面垂直,该直线垂直于平面内的任何直线.A.①②B.②③④C.①②④D.①②③D2.一条直线和平面所成角为θ,那么θ的取值范围是()A.0°<θ<90°B.0°≤θ≤90°C.0°≤θ<90°D.0°≤θ≤180°【解析】由线面角的定义知B正确.B690º[解析]连接D1M,易得DN⊥A1D1,DN⊥D1M,所以,DN⊥平面A1MD1,又A1M平面A1MD1,所以,DN⊥A1M1,故夹角为90º.NMB1A1C1D1BDCA直线与平面垂直判定定理及应用定义直线与平面所成的角转化思想:线面垂直线线垂直定义判定定理不去奋斗,不去创造,再美的青春也结不出硕果。