几何法证明空间中的垂直关系

立体几何是高考的重点内容之一,每年高考大题必有立体几何题,尤其是第一问主要考查证明线面垂直、平行,面面垂直等问题,解决这类问题的方法主要有:几何法和空间向量法. 在高考中其难度属中档题.


几何法证明空间中的垂直关系

方法一 几何法

使用情景:转化的直线或平面比较容易找到
解题步骤:

第一步 按照线线垂直得到线面垂直,进而得出面面垂直的思路分析解答;
第二步 找到关键的直线或平面;
第三步 得出结论.
【例1】、如图,在边长为4的菱形ABCD中,∠DAB=60^\circ,点EF分别是边CDCB的中点,AC\cap EF=O,沿EF△CEF翻折到△PEF,连接PAPBPD,得到如图的五棱锥P-ABEFD,且PB=\sqrt{10}.

求证:BD\bot平面POA

【证明】

\becauseEF分别是边CDCB的中点,

\therefore BD∥ EF

\because菱形ABCD的对角线互相垂直,\therefore BD \bot AC

\therefore EF\bot AC

\therefore EF \bot AOEF\bot PO

\because AO \subset平面POAPO \subset平面POAAO \cap PO=O

\therefore EF \bot平面POA

\therefore BD\bot平面POA.

【例2】如图所示,在四棱锥P-ABCD中,底面四边形ABCD为等腰梯形,EPD中点,PA\bot平面ABCDAD ∥BCAC\bot BDAD=2BD=4

证明:平面EBD \bot平面PAC.

【证明】

\because PA\bot平面ABCDBD \subset平面ABCD

所以PA \bot BD

又因为AC\bot BDPA\cap AC=A

\therefore BD \bot平面PAC,而BD \subset平面EBD

\therefore平面EBD \bot平面PAC.

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