垂直关系的证明问题的分析思路:
1、三大垂直关系的相互转化:
线⊥线线⊥面面⊥面。
2、抓住条件和结论中的线与面,**与它们相关的垂直关系。
3、正反结合:
正面:由因导果反面:执果索因。
4、熟悉一些较特殊的垂直关系的证明套路:
正方形、菱形、等腰三角形。
计算证垂直。勾股定理,角的关系。
平行与垂直的关系。
5. 熟悉常见几何模型的特殊性。
例1.[2010山东文数20] 在如图所示的几何体中,四边形是正方形, 平面,,、分别为、、的中点,且。
i)求证:平面平面;
ii)求三棱锥与四棱锥的体积之比。
例2. [2010安徽文数19] 如图,在多面体abcdef中,四边形abcd
是正方形,ab = 2ef = 2,ef∥ab, ef⊥fb, ∠bfc=90°,bf=fc, h为。
bc的中点,ⅰ)求证:fh∥平面edb;
ⅱ)求证:ac⊥平面edb;
ⅲ)求四面体b—def的体积;
例4(2023年高考全国新课标卷文科18)(本小题满分12分)
如图,四棱锥p-abcd中,底面abcd为平行四边形,1)证明:;
2) 设求三棱锥d-pbc锥的高。
分析:利用垂直的判定与性质证明并计算。
解:(1)证明:在三角形abd中,因为。
该三角形为直角三角形,所以。
例5、[2012·辽宁卷] 18、如图1-5,直三棱柱abc-a′b′c′,∠bac=90°,ab=ac=,aa′=1,点m,n分别为a′b和b′c′的中点.
1)证明:mn∥平面a′acc′;
2)求三棱锥a′-mnc的体积.
锥体体积公式v=sh,其中s为底面面积,h为高)
18.解:(1)(证法一)
连结ab′,ac′,由已知∠bac=90°,ab=ac,三棱柱abc-a′b′c′为直三棱柱,所以m为ab′中点,又因为n为b′c′的中点,所以mn∥ac′.
又mn平面a′acc′,ac′平面a′acc′,因此mn∥平面a′acc′.
证法二)取a′b′中点p,连结mp,np,mn分别为ab′与b′c′的中点,所以mp∥aa′,pn∥a′c′,所以mp∥平面a′acc′,pn∥平面a′acc′,又mp∩np=p,因此平面mpn∥平面a′acc′,而mn平面mpn.
因此mn∥平面a′acc′.
2)(解法一)
连结bn,由题意a′n⊥b′c′,平面a′b′c′∩平面b′bcc′=b′c′,所以a′n⊥平面nbc.
又a′n=b′c′=1,故。
va′-mnc=vn-a′mc=vn-a′bc=va′-nbc=.
解法二)va′-mnc=va′-nbc-vm-nbc=va′-nbc=.
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