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人教A版高中数学必修第二册第八章8-6-3第一课时二面角及平面与平面垂直的判定定理讲义
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8.6.3 平面与平面垂直第1课时 二面角及平面与平面垂直的判定定理如图所示,笔记本电脑在打开的过程中,会给人以面面“夹角”变大的感觉.你认为应该怎样刻画面面“夹角”呢?知识点1 二面角1.定义:从一条直线出发的__________所组成的图形.2.相关概念:(1)这条直线叫做二面角的________,(2)两个半平面叫做________.3.画法:4.记法:二面角α-l-β或α-AB-β或P-l-Q或P-AB-Q.5.二面角的平面角:若有(1)O∈l;(2)OA⊂α,OB⊂β;(3)OA⊥l,OB⊥l,则二面角α-l-β的平面角是________.6.平面角是直角的二面角叫做________,二面角的平面角α的取值范围是________. 1.二面角的平面角的大小,是否与角的顶点在棱上的位置有关? 2.二面角的大小可以用它的平面角的大小来度量,构成二面角的平面角的三要素是什么? 知识点2 平面与平面垂直1.定义:一般地,两个平面相交,如果它们所成的二面角是________,就说这两个平面互相垂直.2.画法:3.记作:________.4.判定定理:如果一个平面过另一个平面的________,那么这两个平面垂直.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)平面α和β分别过两条互相垂直的直线,则α⊥β. ( )(2)若平面α内的一条直线垂直于平面β内两条平行线,则α⊥β. ( )(3)两平面垂直时,其二面角是直二面角. ( ) 类型1 二面角的计算问题【例1】 如图,四边形ABCD是正方形,PA⊥平面ABCD,且PA=AB.(1)求二面角A-PD-C的平面角的度数;[尝试解答] (2)求二面角B-PA-D的平面角的度数;(3)求二面角B-PA-C的平面角的度数.[尝试解答] 求二面角的平面角的大小的步骤(1)作:作出平面角,一般在交线上找一特殊点,分别在两个半平面内向交线作垂线.(2)证:证明所作的角满足定义,并指出二面角的平面角.(3)求:将作出的角放到三角形中,利用解三角形求出角的大小.(4)结论.[跟进训练]1.如图,AB是⊙O的直径,PA垂直于⊙O所在的平面,C是圆周上的一点,且PA=AC,求二面角P-BC-A的大小. 类型2 平面与平面垂直的判定 定义法判定平面与平面垂直【例2】 如图,在四面体ABCD中,BD=2a,AB=AD=CB=CD=AC=a.求证:平面ABD⊥平面BCD.[尝试解答] 判定定理法判定平面与平面垂直【例3】 (源自湘教版教材)如图,已知△ABC中,AD是边BC上的高,以AD为折痕折叠△ABC,使∠BDC为直角.求证:平面ABD⊥平面BDC,平面ADC⊥平面ABD.[尝试解答] 证明面面垂直常用的方法(1)定义法:即说明两个半平面所成的二面角是直二面角.(2)判定定理法:在其中一个平面内寻找一条直线与另一个平面垂直,即把问题转化为线面垂直.(3)性质法:两个平行平面中的一个垂直于第三个平面,则另一个也垂直于此平面.[跟进训练]2.如图所示,四边形ABCD是边长为a的菱形,PC⊥平面ABCD,E是PA的中点,求证:平面BDE⊥平面ABCD. 1.自二面角棱l上任选一点O,若∠AOB是二面角α-l-β的平面角,则必须具有条件( )A.AO⊥BO,AO⊂α,BO⊂βB.AO⊥l,BO⊥lC.AB⊥l,AO⊂α,BO⊂βD.AO⊥l,BO⊥l,且AO⊂α,BO⊂β2.对于直线m,n和平面α,β,能得出α⊥β的一个条件是( )A.m⊥n,m∥α,n∥βB.m⊥n,α∩β=m,n⊂αC.m∥n,n⊥β,m⊂αD.m∥n,m⊥α,n⊥β3.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4.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,二面角A-BC-A1的平面角等于________.回顾本节知识,自主完成以下问题:1.如何求二面角的平面角的大小?2.如何证明两个平面垂直?学习任务1.理解二面角及其平面角的概念,会作二面角的平面角,会求简单的二面角的平面角.(数学抽象、数学运算)2.了解面面垂直的定义,掌握面面垂直的判定定理,会用定理证明垂直关系.(数学抽象、逻辑推理)