086面面垂直当堂检测卷

面面垂直基础训练题（有详解)一、单选题1．平行六面体1111ABCD A B C D -的底面ABCD 是菱形，且1160C CB C CD BCD ∠=∠=∠=︒，2CD =，132C C =，则二面角1C BD C --的平面角的余弦值为（ ）A ．12B ．13C ．3D 2．如图，在长方体1111ABCD A B C D -中，11AA =，3AD =，4AB =，则点B 到平面1D AC 的距离为（ ）A B ．1213C D ．253．在正四面体P ABC -中，,,D E F 分别是,,AB BC CA 的中点，下面四个结论中不成立的是（ ） A ．//BC 平面PDF B ．DF ⊥平面PAE C ．平面PDF ⊥平面ABC D ．平面PDF ⊥平面PAE二、解答题4．如图，在直角梯形ABCD 中，//AB DC ，90BAD ∠=，4AB =，2AD =，3DC =，点E 在CD 上，且2DE =，将ADE 沿AE 折起，使得平面ADE ⊥平面ABCE （如图）.G 为AE 中点.（1）求证:DG ⊥平面ABCE ； （2）求四棱锥D ABCE -的体积；（3）在线段BD 上是否存在点P ，使得//CP 平面ADE ？若存在，求BPBD的值；若不存在，请说明理由.5．如图，四棱锥P ABCD -的底面是菱形，PO ⊥底面ABCD ，O 、E 分别是AD 、AB 的中点，6AB =，5AP =，60BAD ∠=︒.（1）求证：平面PAC ⊥平面POE ；（2）求直线PB 与平面POE 所成角的正弦值；（3）若F 是边DC 的中点，求异面直线BF 与PA 所成角的正切值.6．如图1所示，在矩形ABCD 中， 2,4AB AD ==， E 为 C D 的中点，沿 AE 将AED∆折起，如图2所示， O H M 、、分别为AE BD AB 、、的中点，且 2DM =．（1）求证： //OH 平面DEC ； （2）求证：平面ADE ⊥平面 ABCE ．7．如图，在三棱锥P —ABC 中，△PBC 为等边三角形，点O 为BC 的中点，AC⊥PB，平面PBC⊥平面ABC ．（1）求直线PB 和平面ABC 所成的角的大小； （2）求证：平面PAC⊥平面PBC ；（3）已知E 为PO 的中点，F 是AB 上的点，AF ＝λAB ．若EF∥平面PAC ，求λ的值． 8．如图，三棱柱111ABC A B C -中，1BC CC =，平面11A BC ⊥平面11BCC B .证明：（1） //AC 平面11A BC ； （2） 平面1AB C ⊥平面11A BC ．9．如图，已知四棱锥P ABCD -中，PD ⊥平面ABCD ，底面ABCD 为直角梯形，AD CD ⊥，//AB CD ，2CD AB =.（Ⅰ）求证：平面PAB ⊥平面PAD ； （Ⅱ）在侧棱PC 上是否存在点M ，使得//BM 平面PAD ，若存在，确定点M 位置；若不存在，说明理由．10．如图，ABC ∆是边长为2的正三角形.若1AE =，AE ⊥平面ABC ，平面BCD ⊥平面ABC ，BD CD =，且BD CD ⊥.（1）求证：AE 平面BCD ；（2）求证：平面BDE ⊥平面CDE .11．如图所示，在三棱柱111ABC A B C -中，V ABC 与111A B C △都为正三角形，且1AA ⊥平面ABC ，1F F ，分别是11AC A C ，的中点.求证：（1）平面11AB F ∥平面1C BF ； （2）平面11AB F ⊥平面11ACC A .12．如图，在平行四边形ABCM 中，3AB AC ==，90ACM ∠=︒，以AC 为折痕将ACM ∆折起，使点M 到达点D 的位置，且AB DA ⊥.（Ⅰ）证明：平面ACD ⊥平面ABC ；（Ⅱ）Q 为线段AD 上一点，P 为线段BC 上一点，且13BP DQ DA ==，求二面角Q PA C --的大小的正切值．13．在如图所示的几何体中，四边形ABCD 是正方形， MA ⊥平面ABCD ，//,PD MA E G F 、、分别为MB PB PC 、、的中点，且2AD PD MA ==.（1）求证：平面//EFG 平面PMA ； （2）求证：平面P DC EFG ⊥平面；14．在四棱锥P ABCD -中，PA ⊥平面ABCD ，//AD BC ，1AB =，2BC =，60ABC ∠=（Ⅰ）设平面PBC ⋂平面PAD l =，求证：//BC l （II ）求证：平面PAC ⊥平面PAB15．如图，四棱锥P -ABCD 的底面是矩形，PA ⊥平面ABCD ，E ，F 分别是AB ，PD 的（Ⅱ）求证：平面PEC⊥平面PCD．参考答案1．D 【解析】 【分析】作出二面角1C BD C --的平面角，利用余弦定理计算出二面角的余弦值. 【详解】连接AC 交BD 于O ，连接1C O ，由于四边形ABCD 是菱形，所以BD CO ⊥.由于1111CD CB C CD C CB C C C C=⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩，所以11C CD C CB ∆≅∆，所以11C D C B =，所以1BD C O ⊥.故1C OC ∠是二面角1C BD C --的平面角.由于1160C CB C CD BCD ∠=∠=∠=︒，2CD =，132C C =，所以2,1BD OB OD ===,1113602C B C D===,所以132C O ==，而OC =在三角形1C OC中，由余弦定理得199344cos 3322C OC +-∠==.故选D.【点睛】本小题主要考查利用几何法求二面角的余弦值，考查空间想象能力和逻辑推理能力，属于中档题. 2．B【解析】 【分析】根据等体积法：11D ACD D ACD V V --=得到1111,33ACD ACD S h S DD ⨯=⨯分别求出三角形的面积代入上式得到结果. 【详解】连接BD 交AC 于O 点，根据长方形对角线互相平分得到O 点为BD 的中点，故点B 到面1D AC 的距离等于点D 到面1D AC 的距离，根据11D ACD D ACD V V --=，设点D 到面1D AC 的距离为h,故得到1111,33ACD ACD S h S DD ⨯=⨯115,AC AD CD == 根据余弦定理得到11113cos 2AD CAD C AD C S ===，6ACDS =将面积代入上式得到h=1213. 故答案为：B. 【点睛】本题考查了点面距离的求法，点面距可以通过建立空间直角坐标系来求得点面距离，或者寻找面面垂直，再直接过点做交线的垂线即可;当点面距离不好求时，还可以等体积转化. 3．C 【解析】 【分析】由//DF BC ，能证明//BC 平面PDF ；由已知推导出AE BC ⊥，PE BC ⊥，从而BC ⊥平面PAE ，进而DF ⊥平面PAE ；由已知得平面PAE ⊥平面ABC ，从而平面PDE 与平面ABC 不垂直；由DF ⊥平面PAE ，推导出平面PDF ⊥平面PAE ． 【详解】∵在正四面体P ABC -中，,,D E F 分别是,,AB BC CA 的中点， ∴//DF BC ，∵DF ⊂平面PDF ，BC ⊄平面PDF ， ∴//BC 平面PDF ，故A 正确；∵AB AC PB PC ===，E 是BC 中点， ∴AE BC ⊥，PE BC ⊥， ∵AE PE E ⋂=， ∴BC ⊥平面PAE ， ∵//DF BC ，∴DF ⊥平面PAE ，故B 正确； ∵DF ⊥平面PAE ，DF ⊂平面ABC ， ∴平面PAE ⊥平面ABC ，∵平面PAE ⋂平面PDE PE =，且PE 与平面ABC 不垂直， ∴平面PDE 与平面ABC 不垂直，故C 错误； ∵DF ⊥平面PAE ，且DF ⊂平面PDF ， ∴平面PDF ⊥平面PAE ，故D 正确,故选C ． 【点睛】本题通过对多个命题真假的判断，综合考查线面平行、线面垂直、面面垂直，属于难题.这种题型综合性较强，也是高考的命题热点，同学们往往因为某一处知识点掌握不好而导致“全盘皆输”，因此做这类题目更要细心、多读题，尽量挖掘出题目中的隐含条件，另外，要注意从简单的自己已经掌握的知识点入手，然后集中精力突破较难的命题. ．4．(1)见证明；(2) (3)34BP BD = 【解析】 【分析】（1）证明DG AE ⊥，再根据面面垂直的性质得出DG ⊥平面ABCE ； （2）分别计算DG 和梯形ABCE 的面积，即可得出棱锥的体积；（3）过点C 作//CF AE 交AB 于点F ，过点F 作//FP AD 交DB 于点P ，连接PC ，可证平面//CFP 平面ADE ，故//CP 平面ADE ，根据//FP AD 计算BPBD的值. 【详解】（1）证明：因为G 为AE 中点，2AD DE ==， 所以DG AE ⊥.因为平面ADE ⊥平面ABCE ， 平面ADE平面ABCE AE =，DG ⊂平面ADE ，所以DG ⊥平面ABCE ．（2）在直角三角形ADE 中，易求AE =则AD DEDG AE⋅==． 所以四棱锥D ABCE -的体积为1(14)232D ABCE V -+⨯=⨯=（3） 过点C 作//CF AE 交AB 于点F ，则:1:3AF FB =．过点F 作//FP AD 交DB 于点P ，连接PC ,则:1:3DP PB =． 又因为CF//A E ，AE ⊂平面,ADE CF ⊄平面ADE , 所以CF //平面ADE ． 同理//FP 平面ADE ． 又因为CF PF F ⋂=， 所以平面CFP //平面ADE ．因为CP ⊂平面CFP ，所以//CP 平面ADE ．所以在BD 上存在点P ，使得//CP 平面ADE ，且34BP BD =. 【点睛】本题主要考查线面垂直的性质与判定，线面平行的性质与判定以及四棱锥的体积，考查学生的空间想象能力和推理论证能力.计算柱锥台的体积的关键是根据条件找出相应的底面积和高，如果给出的几何体不规则，需要利用求体积的一些特殊方法：分割法、补体法、转化法等，它们是解决一些不规则几何体体积计算常用的方法.5．（1）见解析；（2）86；（3）9【解析】【分析】（1）根据四边形ABCD 是菱形，证得AC BD ⊥，由平行得到OE AC ⊥，结合PO AC ⊥，证得AC ⊥平面POE ，由此证得平面PAC ⊥平面POE .（2）作出线面角，然后解直角三角形求得线面角的正弦值.（3）作出异面直线所成的角，然后利用余弦定理求得角的余弦值，进而求得其正切值.【详解】（1）证明：ABCD 是菱形，AC BD ⊥，//OE BD OE AC ∴⊥，PO ⊥底面ABCD ，PO AC ⊥，OE ，OP ⊂平面POEOE OP O =，AC ∴⊥平面POE ，AC ⊂平面PAC∴平面PAC ⊥平面POE（2）过点B 作BM OE ⊥于M ，易证PO BM ⊥，OE ，OP ⊂平面POEOE OP O =，BM ∴⊥平面POE ，PM ∴是PB 在平面POE 上的射影BPM ∠即为所求，在Rt PMB ∆中，2BM =，PB =sin BM BPM PB ∠==（3）分别取AB ，PB 中点H ，T ，易证//DH BF ，//TH PADHT ∴∠即为异面直线BF 与PA 所成角或其补角在DHT ∆中，DH =，52HT =，DT =cos 10DHT ∴∠= tan 9DHT ∴∠=【点睛】本小题主要考查面面垂直的证明，考查线面角的正弦值的求法，考查线线角的正切值的求法，考查空间想象能力和逻辑推理能力，属于中档题.6．（1）见解析；（2）见解析【解析】【分析】（1）取BC 中点Q ，连接OQ ，通过证明线线平行，证得平面//DEC 平面OHQ ，由此证得 //OH 平面DEC .（2）连接OD ，OM ，根据等腰三角形的性质，证得DO AE ⊥，利用勾股定理证得DO OM ⊥，由此证得OD ⊥平面ABCE ，进而证得平面ADE ⊥平面 ABCE .【详解】（1）证明：取BC 中点Q ，连接OQ （如图），易证//OQ 平面DEC//HQ 平面DEC ，OQ ，HQ ⊂平面OHQ ，OQ HQ Q =∴平面//DEC 平面OHQ ，OH ⊂平面OHQ ，//OH ∴平面DEC（2）证明：连接OD ，OM ，DA DE =，O 为AE 中点DO AE ∴⊥，222DO OM DM +=，DO OM ∴⊥AE ，OM ⊂平面ABCE ，AE OM O =，OD ∴⊥平面ABCEOD ⊂平面ADE ∴平面ADE ⊥平面ABCE【点睛】本小题主要考查线面平行的证明，考查面面垂直的证明，考查空间想象能力和逻辑推理能力，属于中档题.7．（1）060；（2）证明见解析；（3）13λ=【解析】【分析】（1）先找到直线PB 与平面ABC 所成的角为PBO ∠,再求其大小；（2）先证明PO AC ⊥, 再证明平面PAC⊥平面PBC ；（3）取CO 的中点G,连接EG ,过点G 作FG||AC,再求出λ的值.【详解】（1）因为平面PBC⊥平面ABC ，PO⊥BC, 平面PBC∩平面ABC=BC,PO PBC ⊂平面, 所以PO ⊥平面ABC,所以直线PB 与平面ABC 所成的角为PBO ∠,因为0=60PBO ∠，所以直线PB 与平面ABC 所成的角为060.(2)因为PO ⊥平面ABC,所以PO AC ⊥,因为AC ⊥PB ，,,PO PB PBC POPB P ⊂=平面,所以AC ⊥平面PBC,因为AC ⊂平面PAC,所以平面PAC⊥平面PBC.(3)取CO 的中点G ,连接EG ,过点G 作FG||AC,由题得EG||PC,所以EG||平面APC,因为FG||AC ，所以FG||平面PAC,EG,FG ⊂平面EFO,EG ∩FG=G ,所以平面EFO||平面PAC,因为EF ⊂平面EFO,所以EF||平面PAC.此时AF=11,33AB λ∴=. 【点睛】本题主要考查空间几何元素垂直关系的证明，考查线面角的求法，考查空间几何中的探究性问题，意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.8．（1）证明见解析；（2）证明见解析.【解析】【分析】（1）根据三棱柱特点可知11//AC A C ，根据线面平行判定定理证得结论；（2）由四边形11BCC B 为菱形可得11B C BC ⊥，根据面面垂直的性质可知1B C ⊥平面11A BC ，根据面面垂直的判定定理证得结论.【详解】（1）几何体为三棱柱 ⇒四边形11ACC A 为平行四边形 11//AC A C ⇒又11A C ⊂平面11A BC ，AC ⊄平面11A BC //AC ∴平面11A BC（2）1BC CC =且四边形11BCC B 为平行四边形∴四边形11BCC B 为菱形 11B C BC ⊥∴又平面11A BC ⊥平面11BCC B ，平面11A BC ⋂平面111BCC B BC =1B C ∴⊥平面11A BC又1B C ⊂平面1AB C ∴平面1AB C ⊥平面11A BC【点睛】本题考查直线与平面平行、平面与平面垂直关系的证明，涉及到空间几何体的结构、面面垂直性质定理的应用等知识，属于常考题型.9．（Ⅰ）见解析；（Ⅱ）见解析【解析】【分析】（Ⅰ）先证明PD AB ⊥和AD AB ⊥，进而求出AB ⊥平面PAD ，然后就可以证出平面PAB ⊥平面PAD（Ⅱ）连接MN ，AN ，易得MN 是PCD ∆的中位线，即可证明四边形ABMN 为平行四边形，然后，利用定义，即可求证//BM平面PAD 【详解】（Ⅰ）证明：因为PD ⊥平面ABCD ，所以PD AB ⊥．又因为AD CD ⊥，//AB CD ，所以AD AB ⊥．又AD PD D =I ，,AD PD ⊂平面PAD ．可得AB ⊥平面PAD ．又AB Ì平面PAB ，所以平面PAB ⊥平面PAD ．（Ⅱ）当点M 是PC 的中点时，//BM 平面PAD ．证明如下：设PD 的中点为N ，连接MN ，AN ，易得MN 是PCD ∆的中位线， 所以//MN CD ，12MN CD =． 由题设可得//AB CD ，2CD AB =，所以//MN AB ，MN AB =．所以四边形ABMN 为平行四边形，所以//BMAN ．又BM ⊄平面PAD ，AN ⊂平面PAD ，所以//BM 平面PAD ．【点睛】本题考查面面垂直与线面平行的证明，属于基础题10．（1）见解析；（2）见解析【解析】【分析】（1）取BC 的中点M ，连接DM ，由平面BCD ⊥平面ABC ，得DM ⊥平面ABC ，再证AE DM 即可证明（2）证明CD ⊥平面BDE ，再根据面面垂直的判定定理从而进行证明．【详解】（1）取BC 的中点M ，连接DM ，因为BD CD =，且BD CD ⊥，2BC =.所以1DM =，DM BC ⊥.又因为平面BCD ⊥平面ABC ，所以DM ⊥平面ABC ，又AE ⊥平面ABC ，所以AE DM又因为AE ⊄平面BCD ，DM ⊂平面BCD ，所以AE 平面BCD .（2）连接AM ，由（1）知AE DM ，又1AE =，1DM =，所以四边形DMAE 是平行四边形，所以DE AM .又ABC ∆是正三角形，M 为BC 的中点，∴AM BC ⊥，因为平面BCD ⊥平面ABC ，所以AM ⊥平面BCD ，所以DE ⊥平面BCD .又CD ⊂平面BCD ，所以DE CD ⊥.因为BD CD ⊥，BD DE D ⋂=，所以CD ⊥平面BDE .因为CD ⊂平面CDE ，所以平面BDE ⊥平面CDE .【点睛】本题考查了线面平行的证明，线面垂直，面面垂直的判定定理，考查空间想象和推理能力，熟记定理是关键，是一道中档题．11．(1)见解析.(2)见解析.【解析】【分析】（1）由1,F F 分别是11,AC A C 的中点，证得1111,B F BF AF C F ∥∥，由线面平行的判定定理，可得11B F //平面1C BF ，1AF //平面1C BF ，再根据面面平行的判定定理，即可证得平面11AB F ∥平面1C BF .（2）利用线面垂直的判定定理，可得11B F ⊥平面11ACC A ，再利用面面垂直的判定定理，即可得到平面11AB F ⊥平面11ACC A .【详解】（1）在三棱柱111ABC A B C -中，因为1,F F 分别是11,AC A C 的中点，所以1111,B F BF AF C F ∥∥，根据线面平行的判定定理，可得11B F //平面1C BF ，1AF //平面1C BF又11111,B F AF F C F BF F ==，∴平面11AB F ∥平面1C BF .（2）在三棱柱111ABC A B C -中，1AA ⊥平面111A B C ，所以111B F AA ⊥，又1111B F AC ⊥，1111A C AA A =，所以11B F ⊥平面11ACC A ，而11B F ⊂平面11AB F ，所以平面11AB F ⊥平面11ACC A .【点睛】本题考查线面位置关系的判定与证明，熟练掌握空间中线面位置关系的定义、判定、几何特征是解答的关键，其中垂直、平行关系证明中应用转化与化归思想的常见类型：(1)证明线面、面面平行，需转化为证明线线平行；(2)证明线面垂直，需转化为证明线线垂直；(3)证明线线垂直，需转化为证明线面垂直．12．（Ⅰ）详见解析；【解析】【分析】（Ⅰ）证明AB AC ⊥，结合AB DA ⊥，证明AB ⊥平面ACD ，然后证明平面ACD ⊥平面ABC ；（Ⅱ）过Q 作//QN DC 交AC 于点N ，过N 作NO AP ⊥交AP 于点O ；证明DC ⊥平面ABC ，推出QN AP ⊥，结合NO AP ⊥，推出AP ⊥平面QNO ，即可证明QO AP ⊥，NOQ ∠就是二面角Q PA C --的平面角；通过求解三角形的相关知识即可求解二面角Q PA C --大小的正切值．【详解】 （Ⅰ）平行四边形ABCM 中，90ACM ∠= 90BAC ∴∠=，即AB AC ⊥ 又AB DA ⊥，DA AB A = AB ∴⊥平面ACDAB ⊂平面ABC ∴平面ACD ⊥平面ABC（Ⅱ）在ACD ∆中，过Q 作//QN DC 交AC 于点N ，过N 作NO AP ⊥交AP 于点O 由（Ⅰ）知平面ACD ⊥平面ABC平面ACD ⋂平面ABC AC =，90DCA ∠=o DC ∴⊥平面ABC//QN DC QN ∴⊥平面ABC ，AP ⊂平面ABC QN AP ∴⊥又NO AP ⊥，QN NO N = AP ∴⊥平面QNOQO ⊂平面NQO QO AP ∴⊥NOQ ∴∠就是二面角Q PA C --的平面角在CAP ∆中，3CA =，23CP CB ==45ACP ∠=(2222232342co 5s 5AP AC CP AC CP ACP ∴=+-⋅⋅∠=+-⨯⨯︒=AP ∴=在CAP ∆中，sin sin CP AP CAP ACP=∠∠，即：sin 2CAP =∠sin sin CAP NAO ∴∠==∠ ACD ∆中，//QN DC ，且223DQ AC ==，223QN CD == 在Rt NAO ∆中，sin 2NO AN NAO =∠==. 在Rt NOQ ∆中，2tan 4NQ NOQ NO ∠===∴二面角Q PA C --大小的正切值2【点睛】本题考查二面角的平面角的求法，直线与平面垂直的判定定理的应用，考查空间想象能力以及计算能力；准确找到二面角的平面角是解决本题的关键.13．（1）证明过程详见解析（2）证明过程详见解析；【解析】【分析】(1)由三角形中位线定理可得//,//EG PM GF BC ，由正方形的性质可得//BC AD ，GF AD //，由线面平行的判定定理可得//EG 平面PMA ， //GF 平面PMA ，从而可得结果；(2)由线面垂直的性质证明PD BC ⊥,正方形的性质可得BC DC ⊥，结合//GF BC ，可得GF ⊥平面PDC ，从而可得平面EFG ⊥平面PDC ；【详解】(1)∵E G F 、、分别为MB PB PC 、、的中点，∴//,//EG PM GF BC ，又∵四边形ABCD 是正方形，∴//BC AD ，∴GF AD //，∵EG GF 、在平面PMA 外， PM AD 、在平面PMA 内，∴//EG 平面PMA ， //GF 平面PMA ，又∵EG GF 、都在平面EFG 内且相交，∴平面//EFG 平面PMA .(2)证明：由已知MA ⊥平面,//ABCD PD MA ，∴PD ⊥平面ABCD .又BC ⊂平面ABCD ，∴PD BC ⊥.∵四边形ABCD 为正方形，∴BC DC ⊥，又PD DC D =，∴BC ⊥平面PDC ，在PBC ∆中，∵G F 、分别为PB PC 、的中点，∴//GF BC ，∴GF ⊥平面PDC .又GF ⊂平面EFG ，∴平面EFG ⊥平面PDC .【点睛】本题主要考查正方体的性质、线面垂直的判定定理及面面垂直的判定定理以及线面平行、面面平行的判定定理，属于中档题.解答空间几何体中垂直关系时，一般要根据已知条件把空间中的线线、线面、面面之间垂直关系进行转化，转化时要正确运用有关的定理，找出足够的条件进行推理；证明直线和平面垂直的常用方法有：（1）利用判定定理；（2）利用判定定理的推论()||,a b a b αα⊥⇒⊥；（3）利用面面平行的性质(),||a a ααββ⊥⇒⊥；（4）利用面面垂直的性质，当两个平面垂直时，在一个平面内垂直于交线的直线垂直于另一个平面.14．（Ⅰ）见解析；（II ）见解析.【解析】【分析】（Ⅰ）根据线面平行判定定理可知//BC 平面PAD ；利用线面平行性质定理可证得结论；（II ）根据线面垂直性质定理可得PA AC ⊥，利用余弦定理求得AC ，根据勾股定理可证得AC AB ⊥，利用线面垂直判定定理证得AC ⊥平面PAB ，根据面面垂直判定定理可证得结论.【详解】（Ⅰ）//BC AD ，AD ⊂平面PAD ，BC Ë平面PAD//BC ∴平面PADBC ⊂平面PBC ，且平面PBC ⋂平面PAD l =//BC l ∴（II ）PA ⊥平面ABCD ，AC ⊂平面ABCD PA AC∴⊥ 1AB =，2BC =，60ABC ∠=，由余弦定理得：3AC ==222AB AC BC ∴+= AC AB∴⊥ 又AC PA ⊥，PA AB A =，PA ⊂平面PAB ，AB Ì平面PABAC ∴⊥平面PAB又AC ⊂平面PAC ∴平面PAC ⊥平面PAB【点睛】本题考查立体几何中的线面平行的证明与性质、面面垂直的证明、线面垂直的证明与性质应用，考查学生对于空间中直线与平面、平面与平面位置关系相关定理的掌握情况.15．（Ⅰ）见解析（Ⅱ）见解析【解析】【分析】（Ⅰ）取PC 的中点G ，连结FG 、EG ，AF ∥EG 又EG⊂平面PCE ，AF ⊄平面PCE ，AF ∥平面PCE ； （Ⅱ）由（Ⅰ）得EG ∥AF ，只需证明AF ⊥面PDC ，即可得到平面PEC ⊥平面PCD ．【详解】证明：（Ⅰ）取PC 的中点G ，连结FG 、EG ，∴FG 为△CDP 的中位线，FG ∥CD ，FG =12CD ． ∵四边形ABCD 为矩形，E 为AB 的中点，∴AE ∥CD ，AE =12CD ． ∴FG =AE ，FG ∥AE ，∴四边形AEGF 是平行四边形，∴AF∥EG又EG⊂平面PCE，AF⊄平面PCE，∴AF∥平面PCE；（Ⅱ）∵PA=AD．∴AF⊥PDPA⊥平面ABCD，∴PA⊥CD，又因为CD⊥AB，AP∩AB=A，∴CD⊥面APD∴CD⊥AF，且PD∩CD=D，∴AF⊥面PDC由（Ⅰ）得EG∥AF，∴EG⊥面PDC又EG⊂平面PCE，∴平面PEC⊥平面PCD．【点睛】本题考查了空间线面平行、面面垂直的判定，属于中档题．。

2.3线面垂直和面面垂直线面垂直专题练习一、定理填空：1.直线和平面垂直如果一条直线和，就说这条直线和这个平面垂直. 2.线面垂直判定定理和性质定理线面垂直判定定理：如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直，那么这条直线垂直于这个平面.判定定理1：如果两条平行线中的一条垂直于一个平面，那么判定定理2：如果一条直线垂直于两个平行平面中的一个平面，那么.线面垂直性质定理：垂直于同一个平面的两条直线互相平行.性质定理1：垂直于同一条直线的两个平面互相平行。

二、精选习题：1.设M表示平面，a、b表示直线，给出下列四个命题：①MbMaba⊥⇒⎭⎬⎫⊥//②baMbMa//⇒⎭⎬⎫⊥⊥③⇒⎭⎬⎫⊥⊥baMab∥M④⇒⎭⎬⎫⊥baMa//b⊥M.其中正确的命题是( )A.①②B.①②③C.②③④D.①②④2.如图所示，在正方形ABCD中，E、F分别是AB、BC的中点.现在沿DE、DF及EF把△ADE、△CDF和△BEF折起，使A、B、C三点重合，重合后的点记为P.那么，在四面体P—DEF 中，必有( )A.DP⊥平面PEFB.DM⊥平面PEFC.PM⊥平面DEFD.PF⊥平面DEF3.设a、b是异面直线，下列命题正确的是( )A.过不在a、b上的一点P一定可以作一条直线和a、b都相交B.过不在a、b上的一点P一定可以作一个平面和a、b都垂直C.过a一定可以作一个平面与b垂直D.过a一定可以作一个平面与b平行4.如果直线l,m与平面α,β,γ满足:l=β∩γ,l∥α,m⊂α和m⊥γ,那么必有( )A.α⊥γ且l⊥mB.α⊥γ且m∥βC.m∥β且l⊥mD.α∥β且α⊥γ5.有三个命题：第3题图①垂直于同一个平面的两条直线平行；②过平面α的一条斜线l有且仅有一个平面与α垂直；③异面直线a、b不垂直，那么过a的任一个平面与b都不垂直其中正确命题的个数为( )A.0 B.1 C.2 D.36.设l、m为直线，α为平面，且l⊥α，给出下列命题①若m⊥α，则m∥l；②若m⊥l，则m∥α；③若m∥α，则m⊥l；④若m∥l，则m⊥α，其中真命题．．．的序号是( )A.①②③B.①②④C.②③④D.①③④7.如图所示,三棱锥V-ABC中,AH⊥侧面VBC,且H是△VBC的垂心，BE是VC边上的高.求证:VC⊥AB;8.如图所示，P A⊥矩形ABCD所在平面，M、N分别是AB、PC的中点.(1)求证：MN∥平面P AD.(2)求证：MN⊥CD.(3)若∠PDA＝45°，求证：MN⊥平面PCD.9.已知直三棱柱ABC-A1B1C1中，∠ACB=90°,∠BAC=30°,BC=1，AA1=6，M是CC1的中点，求证：AB1⊥A1M．10.如图所示，正方体ABCD—A′B′C′D′的棱长为a，M是AD的中点，N是BD′上一点，且D′N∶NB＝1∶2，MC与BD交于P.(1)求证：NP⊥平面ABCD.(2)求平面PNC与平面CC′D′D所成的角.11.如果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同一个平面.解：已知a∥b，a⊥α.求证：b⊥α.12. 已知点P为平面ABC外一点，PA⊥BC，PC⊥AB，求证：PB⊥AC.13.在正方体ABCD—A1B1C1D1中，求直线A1B和平面A1B1CD所成的角.14.如图，四面体A—BCD的棱长都相等，Q是AD的中点，求CQ与平面DBC所成的角的正弦值.15.如图11(1)，在直四棱柱ABCD—A1B1C1D1中，已知DC=DD1=2AD=2AB，AD⊥DC，AB∥DC.(1)求证：D1C⊥AC1；（2）设E是DC上一点，试确定E的位置，使D1E∥平面A1BD，并说明理由.16.如图12，在正方体ABCD—A1B1C1D1，G为CC1的中点，O为底面ABCD的中心.求证：A1O⊥平面GBD.17.如图，已知a、b是两条相互垂直的异面直线，线段AB与两异面直线a、b垂直且相交，线段AB的长为定值m，定长为n（n＞m）的线段PQ的两个端点分别在a、b上移动，M、N分别是AB、PQ的中点.求证：（1）AB⊥MN；（2）MN的长是定值.18.如图，已知在侧棱垂直于底面三棱柱ABC—A1B1C1中,AC=3，AB=5，BC=4,AA1=4,点D是AB的中点.（1）求证：AC⊥BC1;（2）求证：AC1∥平面CDB1.面面垂直专题练习一、定理填空面面垂直的判定定理： 面面垂直的性质定理：二、精选习题1、正方形ABCD 沿对角线AC 折成直二面角后，AB 与CD 所成的角等于____________2、三棱锥P ABC -的三条侧棱相等，则点P 在平面ABC 上的射影是△ABC 的____心.3、一条直线与两个平面所成角相等，那么这两个平面的位置关系为______________4、在正三棱锥中，相邻两面所成二面角的取值范围为___________________5、已知l αβ--是直二面角，,,A B A B l αβ∈∈∉、，设直线AB 与α成30角，AB=2，B到A 在l 上的射影N，则AB 与β所成角为______________.6、在直二面角βα--AB 棱AB 上取一点P ，过P 分别在βα,平面内作与棱成45°角的斜线PC 、PD ，则∠CPD 的大小是_____________7、正四面体中相邻两侧面所成的二面角的余弦值为___________________.8. 如图，在正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1 中. 求证：平面ACD 1 ⊥ 平面BB 1D 1DD 1C 1B 1A 1D CBA10、如图，三棱锥P ABC -中，PA ⊥平面ABC ，AC ⊥BC ，求证：平面PAC ⊥平面PBC ．11、如图，三棱锥P ABC -中，PA ⊥平面ABC ，平面PAC ⊥平面PBC ．问△ABC 是否为直角三角形，若是，请给出证明；若不是，请举出反例．A B C P AB P。

线面垂直、面面垂直过关检测1、若直线l 上有两点P 、Q 到平面α的距离相等，则直线l 与平面α的位置关系是( )A 、平行B 、相交C 、平行或相交D 、平行、相交或在平面α内2、如果直线l ⊥平面α，①若直线m ⊥l,则m∥α；②若m⊥α,则m∥l ；③若m∥α,则m⊥l ；④若m∥l,则m⊥α,上述判断正确的是 （ ）A 、①②③B 、②③④C 、①③④D 、②④3、如图,设P 是正方形ABCD 外一点,且PA ⊥平面ABCD,则平面PAB 与平面PBC 、平面PAD 的位置关系是( )A.平面PAB 与平面PBC 、平面PAD 都垂直B.它们两两都垂直C.平面PAB 与平面PBC 垂直、与平面PAD 不垂直D.平面PAB 与平面PBC 、平面PAD 都不垂直4、线段AB 的长等于它在平面α内射影长的2倍，则AB 所在直线与平面α所成的角为（ ）A.30°B.45°C.60°D.120°5、如图2.3.1-2，在正方形ABCD 中，E 、F 分别是BC 、CD 的中点，G 是EF 的中点，现在沿AE 、AF 及EF 把这个正方形折成一个空间图形，使B 、C 、D 三点重合，重合后的点记为H ，那么，在这个空间图形中必有( )A 、AH⊥△EFH 所在平面B 、AD⊥△EFH 所在平面C 、HF⊥△AEF 所在平面D 、HD⊥△AEF 所在平面6、如图，在正三棱柱ABC —A 1B 1C 1中，已知AB=1，D 在棱BB 1上，且BD=1，若AD 与平面AA 1C 1C 所成的角为α，则α=（ ）A 、3πB 、4π C 、410arcsin D 、46arcsin7、正方形ABCD 沿对角线AC 折成直二面角后，AB 与CD 所成的角等于__________8、.设l 、m 为直线，α为平面，且l ⊥α，给出下列命题① 若m ⊥α，则m ∥l ；②若m ⊥l ，则m ∥α；③若m ∥α，则m ⊥l ；④若m ∥l ，则m ⊥α， 其中真命题．．．的序号是 ( )A.①②③B.①②④C.②③④D.①③④9、已知四棱锥P-ABCD 的底面为直角梯形，AB ∥DC ，⊥=∠PA DAB ,90 底面ABCD ，且PA=AD=DC=21AB=1，M 是PB 的中点。

第五讲 面面垂直的判定及性质、二面角【要点梳理】 1、线面垂直判定定理.一条直线与一个平面内的两条相交直线垂直，则该直线与此平面垂直。

2、面面垂直判定定理.一个平面过另一个平面的垂线，则两个平面垂直。

3、线面垂直的性质定理：垂直于同一个平面的两条直线平行。

4.面面垂直的性质定理：两个平面垂直，则一个平面内垂直于交线的直线与另一个平面垂直。

5、理解并掌握二面角的概念及求法（定义法、垂线法、垂面法） 【典例讲解】题型一 垂直关系的证明例1如图，棱柱111ABC A B C -的侧面11BCC B 是菱形，11B C A B ⊥ （Ⅰ）证明：平面1AB C ⊥平面11A BC ；（Ⅱ）设D 是11AC 上的点，且1//A B 平面1B CD ，求11:A D DC 的值.(中点)变式1：如图，△ABC 为正三角形，CE ⊥平面ABC ，BD//CE,且CE=AC=2BD ，M 是AE 的中点，求证：（1）DE=DA ； （2）平面BDM ⊥平面ECA （3）平面DEA ⊥平面ECA.变式2 ：在如图所示的几何体中，四边形ABCD 是正方形，MA ⊥平面ABC D ，//PD MA ，E 、G 、F 分别为MB 、PB 、PC 的中点，且2AD PD MA ==.（I ）求证：平面EFG ⊥平面PDC ；（II ）求三棱锥P MAB -与四棱锥P ABCD -的体积之比.(1:4)题型二 二面角例2.如图，△ABC 是简易遮阳棚，A ，B 是南北方向上两个定点，正东方向射出的太阳光线与地面成40°角，为了使遮阴影面ABD 面积最大，遮阳棚ABC 与地面所成的角应为（ c ）. A ．90° B ．60° C ．50° D ．45°变式 如图：二面角α-l -β为锐角，P 为二面角内一点，P 到α的 距离为22，到面β的距离为4，到棱l 的距离为24，求二面角α-l -β的大小.(75度）例3：如图所示，在四棱锥P-ABCD 中，底面ABCD 为矩形，PA ⊥平面ABCD ，点 E 在线段PC 上，PC ⊥平面BDE ．（1） 证明：BD ⊥平面PAC ；（2） 若PA=1，AD=2，求二面角B-PC-A 及B-PC-D 的正切值；3，-3/4变式1. 点O 是边长为4的正方形ABCD 的中心，点E ，F 分别是AD ，BC 的中点．沿对角线AC 把正方形ABCD 折成直二面角D －AC －B ．（1）求EOF ∠的大小；（120度） （2）求二面角E OFA --余弦值的大小．（三分之根号三）变式2：如图,AB 是圆的直径,PA 垂直圆所在的平面,C 是圆上的点.(I)求证:PAC PBC ⊥平面平面；(II)2.AB AC PA C PB A ===--若，1，1，求证：二面角的余弦值（4分之根号6）例4.如图所示，四棱锥P -ABCD 的底面ABCD 是边长为1的菱形，∠BCD ＝60°，E 是CD 的中点，P A ⊥底面ABCD ，P A ＝2.（Ⅰ）证明：平面PBE ⊥平面P AB ;（Ⅱ）求平面P AD 和平面PBE 所成二面角（锐角）正弦值的大小.分析：本题的平面P AD 和平面PBE 没有明确的交线，依本法显然要补充完整（延长AD 、BE 相交于点F ，连结PF .）再在完整图形中的PF .上找一个适合的点形成二面角的平面角解之。

线面、面面垂直性质练习试题一、选择题1在空间，如果一个角的两边分别与另一个角的两边垂直，那么这两个角的关系是( )A.相等B.互补C.相等或互补D.无法确定 2下列命题正确的是…………………………………………( ) A 、若两条直线和同一个平面所成的角相等，则这两条直线平行B 、若一个平面内有三个点到另一个平面的距离相等，则这两个平面平行C 、若一条直线平行于两个相交平面，则这条直线与这两个平面的交线平行D 、若两个平面都垂直于第三个平面，则这两个平面平行 3.知下列命题：（1）若一直线垂直于一个平面的一条斜线，则该直线必垂直于斜线在这个平面内的射影； （2）平面内与这个平面的一条斜线垂直的直线互相平行；（3）若平面外的两条直线，在这个平面上的射影互相垂直，则这两条直线互相垂直； （4）若两条直线互相垂直，且其中的一条平行一个平面，另一条是这个平面的斜线，则这两条直线在这个平面上的射影互相垂直．上述命题正确的是（ ）．A ．（1）、（2）B ．（2）、（3）C ．（3）、（4）D ．（2）、（4） 4.列图形中，满足唯一性的是（ ）．A ．过直线外一点作与该直线垂直的直线B ．过直线外一点与该直线平行的平面C ．过平面外一点与平面平行的直线D ．过一点作已知平面的垂线 5.平面α、β与另一平面所成的角相等，则( )A.α∥βB.α与β相交C.α∥β或α与β相交D.以上都不对6.个平面γβα,,，之间有α⊥γ，β⊥γ，则α与β （ ） ()A 垂直 ()B 平行()C 相交 ()D 以上三种可能都有 7.α，β是两个平面，直线l ⊄α，l ⊄β，设（1）l α⊥，（2）//l β，（3）αβ⊥，若以其中两个作为条件，另一个作为结论，则正确命题的个数是 （ ） ()A 0 ()B 1 ()C 2 ()D 3 8.一点的三条直线两两垂直,则它们确定的平面互相垂直的对数有( D ). A .0 B .1 C .2 D .3 9.线m 、n 与平面α、β，给出下列三个命题：①若m ∥α,n ∥α,则m ∥n;②若m ∥α,n ⊥α，则n ⊥m;③若m ⊥α,m ∥β,则α⊥β. 其中真命题的个数是( )A.0B.1C.2D.310.在正四面体P －ABC 中，D 、E 、F 分别是AB 、BC 、CA 的中点， 下面四个结论不成立的是……………………………………( )A.BC ∥平面PDFB.DF ⊥平面PAEC.平面PDF ⊥平面PAED.平面PDE ⊥平面ABC 11.四个命题： ①若直线a //平面α，则α内任何直线都与a 平行； ②若直线a ⊥平面α，则α内任何直线都与a 垂直； ③若平面α//平面β，则β内任何直线都与α平行；④若平面α⊥平面β，则β内任何直线都与α垂直．其中正确的两个命题是( ) Ａ．①与②Ｂ．②与③Ｃ．③与④Ｄ．②与④12.如图、—ABCD 的底面为正方形，SD ⊥底面ABCD ，则下列结论中不正确的是…( )A.AC ⊥SBB.AB ∥平面SCDC.SA 与平面SBD 所成的角等于SC 与平面SBD 所成的角D.AB 与SC 所成的角等于DC 与SA 所成的角二、解答题13.已知平面α⊥平面β，交线为BC，P∈α，A∈β，且AC⊥BC，AC＝6cm, BC＝8cm,PA＝PB＝7cm.求点P到平面β的距离.14.如图，几何体ABCDE中，△ABC是正三角形，EA和DC都垂直于平面ABC，且EA＝AB＝2a，DC＝a，F、G分别为EB和AB的中点。

面面垂直测试题2.证明：(1)∵E,F分别为PB,PC的中点，∴EF//BC，又∵BC平面ABC，∴EF平面ABC，即EF//平面ABC2)∵PA平面ABC，∴平面PAB与平面ABC垂直，又∵E,F分别为PB,PC的中点，∴EF//BC，∴平面EFB与平面ABC垂直，又∵平面EFB与平面PAB共线，∴平面EFB与平面PAB垂直，即平面AEF平面PAB3.证明：(1)∵D,E,F分别为棱PC,AC,AB的中点，∴DF//AC，又∵PA AC，∴PA//DF，又∵DF平面DEF，∴PA平面DEF，即直线PA//平面DEF2)∵D,E,F分别为棱PC,AC,AB的中点，∴平面DEF为平面ABC的中位平面，∴平面DEF平面ABC，又∵BC平面ABC，∴平面DEF与平面BCD垂直，而平面BDE与平面BCD共线，∴平面BDE与平面DEF垂直，即平面BDE平面ABC4.证明：（Ⅰ）∵E,F分别为PC,BD的中点，∴EF//PC，又∵PC平面PAD，∴EF平面PAD，即EF∥平面PAD Ⅱ）∵底面ABCD是正方形，∴PA底面ABCD，又∵侧面PAD底面ABCD，∴PA CDⅢ）∵PA=PD=2AD，∴AD=PA/2，又∵底面ABCD是正方形，∴BD=AD√2，又∵E,F分别为PC,BD的中点，∴EF=BD/2=AD√2/2，又∵AD=PA/2，∴EF=PA√2/4，又∵底面ABCD是正方形，∴平面PAD与平面PCD垂直，∴平面PAB与平面PCD垂直，即平面PAB平面PCD5.证明：（1）∵AC=BC，∴平面CAD为平面CBD的中位平面，∴平面CAD平面CBD，又∵D是AB的中点，∴CD AB，∴CD平面CBD，∴平面CAD与平面CBD垂直，即BC1∥平面CAD2）∵D是AB的中点，∴CD AB，又∵底面ABC为正三角形，∴AB BC，∴AB平面ABC，∴CD与平面ABC垂直，又∵CD平面CBD，∴平面CBD与平面ABC垂直，即平面CA1D⊥平面AA1B3）∵底面ABC为正三角形，∴BB1=AB/2=1，又∵BB1CD为平行四边形，∴CD=BB1=1，又∵平面CAD与平面CBD垂直，∴三棱锥B1-ACD为直角三角形，∴B1C=√3，∴B1-ACD的体积为1/3*√3*1*1=√3/36.证明：（1）∵BE∥CD，∴BE∥平面ABC，又∵EF为AD的中点，∴EF AD，又∵AD平面ABC，∴EF平面ABC，即EF∥平面ABC2）∵CD平面ABC，∴平面ACD与平面ABC垂直，又∵PA AC，∴PA与平面ACD垂直，又∵F为AD的中点，∴EF AD，∴EF与平面ACD垂直，∴平面ADE与平面ACD垂直，又∵平面ADE与平面ABC共线，∴平面ADE与平面ABC垂直，即平面ADE平面ACD3）∵AB=BC=AC=BE=1，CD=2，∠BCD=90，∴三棱锥BCD为直角三角形，∴BCD的体积为1/3*2*1*2=4/3，又∵BE∥CD，∴三棱锥B-EDC与三棱锥BCD全等，∴B-EDC的体积也为4/3，又∵EF为AD的中点，∴EF=1/2，∴平面EFC与平面BCD平行，且EF∥CD，∴EFCB为平行四边形，∴EF=BC=1，又∵平面EFC与平面ADE垂直，∴四棱锥A-BCDE的高为EF，∴四棱锥A-BCDE的体积为1/3*1*1*EF=1/3*EF7.（1）∵PA底面ABCD，BD PC，E为XXX的中点，∴PE BD，又∵E为PC的中点，∴PE PC，∴PE为平面PAC与平面EBD的公垂线，∴平面PAC与平面EBD垂直，即平面PAC平面EBD2）∵底面ABCD为平行四边形，∴XXX为底面ABCD的高，又∵E为PA的中点，∴BE=EA=1，又∵底面ABCD为平行四边形，∴AB=CD，∴平面ABC与平面ACD平行，且∠PAB=∠PCD，∴三角形PAB与三角形PCD全等，∴PD=PB=2，又∵BD PC，∴三棱锥P-EBD为直角三角形，∴P-EBD的高为BD=√5，∴三棱锥P-EBD的体积为1/3*1*1*√5=√5/3证明：（1）连接AC并交于点E，连接DE。

8.6.3平面与平面垂直·当堂练习新课程标准新学法解读借助长方体，通过直观感知、了解空间中平面与平面垂直的判定定理与性质定理.1.在对面面垂直判定时，既可以从平面与平面的夹角为直角的角度讨论，又可以从已有的线面垂直关系出发进行推理论证．2.利用面面垂直的性质定理时，注意找准两平面的交线是解题关键.第一课时平面与平面垂直的判定1.如图所示的二面角可记为()A．α-β-l B．M-l-NC．l-M-N D．l-β-α2．直线l⊥平面α，l⊂平面β，则α与β的位置关系是()A．平行B．可能重合C．相交且垂直D．相交不垂直3.在三棱锥P-ABC中，已知P A⊥PB，PB⊥PC，PC⊥P A，如图所示，则在三棱锥P-ABC的四个面中，互相垂直的面有________对．5.在正方体ABCD-A1B1C1D1中，二面角A-BC-A1的平面角等于______．[例1]如图，四边形ABCD是正方形，P A⊥平面ABCD，且P A＝AB.(1)求二面角A-PD-C平面角的度数；(2)求二面角B-P A-C平面角的度数．．[变式训练1]如图，AB是⊙O的直径，P A垂直于⊙O所在的平面，C是圆周上的一点，且P A＝AC，求二面角P-BC-A的大小．[例2]如图所示，在四面体ABCS中，已知∠BSC＝90°，∠BSA＝∠CSA＝60°，又SA＝SB＝SC.求证：平面ABC⊥平面SBC.若SA＝SB＝SC＝2，其他条件不变，如何求三棱锥S-ABC的体积呢？1．经过平面α外一点和平面α内一点与平面α垂直的平面有()A．0个B．1个C．无数个D．1个或无数个2．若一个二面角的两个半平面分别平行于另一个二面角的两个半平面，则这两个二面角的大小关系是()A．相等B．互补C．相等或互补D．不确定3．如图所示，在△ABC中，AD⊥BC，△ABD的面积是△ACD的面积的2倍，沿AD将△ABC 翻折，使翻折后BC⊥平面ACD，此时二面角B-AD-C的大小为()A．30°B．45°C．60°D．90°第二课时平面与平面垂直的性质1．若平面α⊥平面β，平面β⊥平面γ，则()A．α∥γB．α⊥γC．α与γ相交但不垂直D．以上都有可能2．平面α⊥平面β，α∩β＝l，m⊂α，m⊥l，则()A．m∥βB．m⊂βC．m⊥βD．m与β相交但不一定垂直3．若两个平面互相垂直，在第一个平面内的一条直线a垂直于第二个平面内的一条直线b，那么()A．直线a垂直于第二个平面B．直线b垂直于第一个平面C．直线a不一定垂直于第二个平面D．过a的平面必垂直于过b的平面4．平面α⊥平面β，α∩β＝l，n⊂β，n⊥l，直线m⊥α，则直线m与n的位置关系是________．[例1]如图，P是四边形ABCD所在平面外的一点，四边形ABCD是∠DAB＝60°且边长为a的菱形．△P AD为正三角形，其所在平面垂直于平面ABCD.若G为AD边的中点．求证：平面PBG⊥平面P AD.[变式训练1]如图所示，在三棱锥P-ABC中，P A⊥平面ABC，平面P AC⊥平面PBC.求证：BC⊥AC.[例2]如图，在四棱锥P-ABCD中，侧面P AD是正三角形，且与底面ABCD垂直，底面ABCD 是边长为2的菱形，∠BAD＝60°，N是PB的中点，过A，D，N三点的平面交PC于M，E为AD 的中点.求证：(1)EN∥平面PDC；(2)BC⊥平面PEB；(3)平面PBC⊥平面ADMN.[变式训练2]如图，平面P AB⊥平面ABC，平面P AC⊥平面ABC，AE⊥平面PBC，E为垂足．求证：(1)P A⊥平面ABC；(2)当E为△PBC的垂心时，△ABC是直角三角形．。

空间中直线与平面纸垂直复习课检测1.如图，在正方体ABCD-A1B1C1D1中，直线BD与A1C1的位置关系是()A．平行B．相交C．异面但不垂直D．异面且垂直2．在正方体ABCD-A1B1C1D1中，与直线AA1垂直的棱有________条．()A．2B．4C．6 D．83．直线l⊥平面α，直线m⊂α，则l与m不可能()A．平行B．相交C．异面D．垂直4．正方体ABCD-A1B1C1D1中与AD1垂直的平面是()A．平面DD1C1CB．平面A1DBC．平面A1B1C1D1D．平面A1DB15．在正方体ABCD-A1B1C1D1中，直线l(与直线BB1不重合)⊥平面A1C1，则() A．B1B⊥lB．B1B∥lC．B1B与l异面但不垂直D．B1B与l相交但不垂直6．设m，n是两条不同的直线，α，β是两个不同的平面，则下列命题正确的是() A．若m∥α，n∥α，则m∥nB．若m∥α，m∥β，则α∥βC．若m∥n，m⊥α，则n⊥αD．若m∥α，α⊥β，则m⊥β7．经过平面α外一点和平面α内一点与平面α垂直的平面有()A．0个B．1个C．无数个D．1个或无数个8．若一个二面角的两个半平面分别平行于另一个二面角的两个半平面，则这两个二面角的大小关系是()A．相等B．互补C．相等或互补D．不确定9.如图所示，在四棱锥S-ABCD中，底面ABCD是矩形，侧面SDC⊥底面ABCD，求证：平面SCD⊥平面SBC.答案1.解析：选D因为正方体的对面平行，所以直线BD与A1C1异面，连接AC，则AC ∥A1C1，AC⊥BD，所以直线BD与A1C1垂直，所以直线BD与A1C1异面且垂直．故选D.2.解析：选D∵AD1⊥A1D，AD1⊥A1B1，A1D∩A1B1＝A1，∴AD1⊥平面A1DB1. 故选D.3.解析：选A∵直线l⊥平面α，∴l与α相交，又∵m⊂α，∴l与m相交或异面，由直线与平面垂直的定义，可知l⊥m.故l与m不可能平行．故选A.4.解析：选D在正方体AC1中，与AA1垂直的棱为A1B1，B1C1，C1D1，D1A1，AB，BC，CD，DA，共8条．故选D.5.解析：选C∵m∥n，m⊥α，则n⊥α，故选C.6.解析：选B因为B1B⊥平面A1C1，又因为l⊥平面A1C1，所以l∥B1B.故选B.7.解析：选D当两点连线与平面α垂直时，可作无数个垂面，否则，只有1个．故选D.8.解析：选C若方向相同则相等，若方向相反则互补．故选C.9.证明：∵底面ABCD是矩形，∴BC⊥CD.又平面SDC⊥平面ABCD，平面SDC∩平面ABCD＝CD，BC⊂平面ABCD，∴BC⊥平面SCD.又∵BC⊂平面SBC，∴平面SCD⊥平面SBC.。

线面垂直和面面垂直线面垂直专题练习一、定理填空：1.直线和平面垂直如果一条直线和，就说这条直线和这个平面垂直. 2.线面垂直判定定理和性质定理线面垂直判定定理：如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直，那么这条直线垂直于这个平面.判定定理1：如果两条平行线中的一条垂直于一个平面，那么判定定理2：如果一条直线垂直于两个平行平面中的一个平面，那么.线面垂直性质定理：垂直于同一个平面的两条直线互相平行.性质定理1：垂直于同一条直线的两个平面互相平行。

二、精选习题：1.设M表示平面，a、b表示直线，给出下列四个命题：①MbMaba⊥⇒⎭⎬⎫⊥//②baMbMa//⇒⎭⎬⎫⊥⊥③⇒⎭⎬⎫⊥⊥baMab∥M④⇒⎭⎬⎫⊥baMa//b⊥M.其中正确的命题是( )A.①②B.①②③C.②③④D.①②④2.如图所示，在正方形ABCD中，E、F分别是AB、BC的中点.现在沿DE、DF及EF把△ADE、△CDF和△BEF折起，使A、B、C三点重合，重合后的点记为P.那么，在四面体P—DEF 中，必有( )⊥平面PEF ⊥平面PEF ⊥平面DEF ⊥平面DEF3.设a、b是异面直线，下列命题正确的是( )A.过不在a、b上的一点P一定可以作一条直线和a、b都相交B.过不在a、b上的一点P一定可以作一个平面和a、b都垂直C.过a一定可以作一个平面与b垂直D.过a一定可以作一个平面与b平行4.如果直线l,m与平面α,β,γ满足:l=β∩γ,l∥α,m⊂α和m⊥γ,那么必有( )A.α⊥γ且l⊥mB.α⊥γ且m∥β ∥β且l⊥m D.α∥β且α⊥γ5.有三个命题：第3题图①垂直于同一个平面的两条直线平行；②过平面α的一条斜线l有且仅有一个平面与α垂直；③异面直线a、b不垂直，那么过a的任一个平面与b都不垂直其中正确命题的个数为( ) .1 C6.设l、m为直线，α为平面，且l⊥α，给出下列命题①若m⊥α，则m∥l；②若m⊥l，则m∥α；③若m∥α，则m⊥l；④若m∥l，则m⊥α，其中真命题．．．的序号是( )A.①②③B.①②④C.②③④D.①③④7.如图所示,三棱锥V-ABC中,AH⊥侧面VBC,且H是△VBC的垂心，BE是VC边上的高.求证:VC⊥AB;8.如图所示，P A⊥矩形ABCD所在平面，M、N分别是AB、PC的中点.(1)求证：MN∥平面P AD.(2)求证：MN⊥CD.(3)若∠PDA＝45°，求证：MN⊥平面PCD.9.已知直三棱柱ABC-A1B1C1中，∠ACB=90°,∠BAC=30°,BC=1，AA1=6，M是CC1的中点，求证：AB1⊥A1M．10.如图所示，正方体ABCD—A′B′C′D′的棱长为a，M是AD的中点，N是BD′上一点，且D′N∶NB＝1∶2，MC与BD交于P.(1)求证：NP⊥平面ABCD.(2)求平面PNC与平面CC′D′D所成的角.11.如果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同一个平面.解：已知a∥b，a⊥α.求证：b⊥α.12. 已知点P为平面ABC外一点，PA⊥BC，PC⊥AB，求证：PB⊥AC.13.在正方体ABCD—A1B1C1D1中，求直线A1B和平面A1B1CD所成的角.14.如图，四面体A—BCD的棱长都相等，Q是AD的中点，求CQ与平面DBC所成的角的正弦值.15.如图11(1)，在直四棱柱ABCD—A1B1C1D1中，已知DC=DD1=2AD=2AB，AD⊥DC，AB∥DC.(1)求证：D1C⊥AC1；（2）设E是DC上一点，试确定E的位置，使D1E∥平面A1BD，并说明理由.16.如图12，在正方体ABCD—A1B1C1D1，G为CC1的中点，O为底面ABCD的中心.求证：A1O⊥平面GBD.17.如图，已知a、b是两条相互垂直的异面直线，线段AB与两异面直线a、b垂直且相交，线段AB的长为定值m，定长为n（n＞m）的线段PQ的两个端点分别在a、b上移动，M、N分别是AB、PQ的中点.求证：（1）AB⊥MN；（2）MN的长是定值.18.如图，已知在侧棱垂直于底面三棱柱ABC—A1B1C1中,AC=3，AB=5，BC=4,AA1=4,点D是AB的中点.（1）求证：AC⊥BC1;（2）求证：AC1∥平面CDB1.面面垂直专题练习一、定理填空面面垂直的判定定理： 面面垂直的性质定理：二、精选习题1、正方形ABCD 沿对角线AC 折成直二面角后，AB 与CD 所成的角等于____________2、三棱锥P ABC -的三条侧棱相等，则点P 在平面ABC 上的射影是△ABC 的____心.3、一条直线与两个平面所成角相等，那么这两个平面的位置关系为______________4、在正三棱锥中，相邻两面所成二面角的取值范围为___________________5、已知l αβ--是直二面角，,,A B A B l αβ∈∈∉、，设直线AB 与α成30角，AB=2，B到A 在l 上的射影N 2，则AB 与β所成角为______________.6、在直二面角βα--AB 棱AB 上取一点P ，过P 分别在βα,平面内作与棱成45°角的斜线PC 、PD ，则∠CPD 的大小是_____________7、正四面体中相邻两侧面所成的二面角的余弦值为___________________.8. 如图，在正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1 中. 求证：平面ACD 1 ⊥ 平面BB 1D 1DD 1C 1B 1A 1D CBA10、如图，三棱锥P ABC -中，PA ⊥平面ABC ，AC ⊥BC ，求证：平面PAC ⊥平面PBC ．11、如图，三棱锥P ABC -中，PA ⊥平面ABC ，平面PAC ⊥平面PBC ．问△ABC 是否为直角三角形，若是，请给出证明；若不是，请举出反例．A B CP P。