三垂线定理

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垂线定理三垂线定理在平面内的一条直线, 如果和穿过这个平面的一条斜线在这个平面内 的射影垂直,那么它也和这条斜线垂直。

三垂线定理的逆定理:如果平面内一条直线和平面的一条斜线垂 直,那么这条直线也垂直于这条斜线在平面内的射影。

1, 三垂线定理描述的是 PO(斜线,A0(射 影),a(直线之间的垂直关系. 2, aP0可以相交也可以异面. 3, 三垂线定理的实质是平面的一条斜线和 平面内的一条直线垂直的判定定理

关于三垂线定理的应用关键是找出平面基准面的垂线. 至于射影则是由垂足斜足来确定因而是第二位的. 从三垂线定理的证明得到证明 二射三证.

第一,找平面基准面)及平面垂线

第二找射影线这时a,b便成平面上的一条直线与 一条斜线.

第三证明射影线与直线 a垂直从而得出ab垂直. 注:

1°定理中四条线均针对同一平面而言 2°应用定理关键是找基准面"这个参照系 用向量证明三垂线定理

已知:PO, PA分别是平面a的垂线,斜线,0APAa内的射影,b属于a,b 垂直0A求证:b垂直PA

证明:因为P0垂直a,所以P0垂直b,又因为 0A垂直b向量PA=(向量P0+向量 0A 所以向量PA乘以b=(向量P0+向量0A)乘以b=(向量P0乘以b)力口 (向量0A 乘以b =0,

所以PA垂直b

2)已知:P0, PA分别是平面a的垂线,斜线,0APAa内的射影,b属于a, b垂直PA,求证:b垂直0A

证明:因为P0垂直a,所以P0垂直b,又因为PA垂直b,向量0A=(向量PA-向量 P0 所以向量0A乘以b==(向量PA-向量P0)乘以b=(向量PA乘以b )减(向量P0 乘以b =0,

所以0A垂直bo 求交线0A于平面0BC所成的角。



ab的一个程序一垂

2。已知三个平面 0AB , 0BC, 0AC相交于一点 0,角 A0B= B0C= C0A=6O , 向量0A=(向量 0B+向量AB , 0是内心,又因为 AB=BC=CA ,所以0A于平面 0BC

所成的角是30 o

.面角的求法 有六种:

1•定义法

2•垂面法 3•射影定理

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1N0.*




4三垂线定理 5•向量法 6•转化法

二面角一般都是在两个平面的相交线上, 取恰当的点,经常是端点和中点。 过这个 点分

别在两平面做相交线的垂线, 然后把两条垂线放到一个三角形中考虑。 有时也经常做两 条垂线的平行线,使他们在一个更理想的三角形中。

由公式S射影=S斜面cosQ ,作出二面角的平面角直接求出。 也可以用解析几何的办法,把两平面的法向量

直平面,指向两平面内,所求两平面的夹角

二面角的通常求法:

(1 )由定义作出二面角的平面角;

(2)作二面角棱的垂面,则垂面与二面角两个面的交线所成的角就是二面角的平 面角; (3 )利用三垂线定理(逆定理)作出二面角的平面角; (4)空间坐标求二面角的大小。

其中,(1 )(2)点主要是根据定义来找二面角的平面角,再利用三角形的正、余 弦定理解

三角形。

求二面角大小的基本步骤 (1)作出二面角的平面角:

A :利用等腰(含等边)三角形底边的中点作平面角; B :利用面的垂线(三垂线定理或其逆定理)作平面角; C:利用与棱垂直的直线,通过作棱的垂面作平面角; D :利用无棱二面角的两条平行线作平面角。 (2) 证明该角为平面角; (3) 归纳到三角形求角。 另外,也可以利用空间向量求出。

运用这一方法的关键

是从图中找出斜面多边形和它在有关平面上的射影,而且它们的面积容易求得

n1,n2的坐标求出来。然后根据

n1 n2=n1丨丨n2 | cos a , 0 = a为两平面的夹角。这里需要注意的是如果两个法向量都 是垂

0 = n -a

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