8.6.2 直线与平面垂直的判定 课件(共29张PPT)(内嵌视频)2025-2026学年高一下学期数学人教A版必修第二册

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8.6.2 直线与平面垂直的判定 课件(共29张PPT)(内嵌视频)2025-2026学年高一下学期数学人教A版必修第二册

资源简介

(共29张PPT)
8.6.2 直线与平面垂直的判定
第一课时
直观想象:通过直观感知,操作确认,能通过动态几何软件观察线面垂直的动态形成过程。
数学抽象:能从生活实例中抽象出数学模型,并用数学符号表示,借助对图片,实例的观察,理解线面垂直的定义,归纳线面垂直的判定定理。
逻辑推理:探索并证明线面垂直的判定定理,培养逻辑严谨性。
教学目标
回顾旧知
情景引入
新知探究
例题练习
重点
难点
掌握线面垂直的定义及判定定理。
发现并验证直线与平面垂直的判定定理。
回顾旧知
情景引入
新知探索
例题练习
归纳总结
空间中直线与平面有几种位置关系?
1.直线在平面内
2.直线与平面平行
3.直线与平面相交
α
l
α
l
P
l
α
3种
回顾旧知
情景引入
新知探索
例题练习
归纳总结
问题:直线和平面呈现了什么样的位置关系?
垂直!
那怎样用数学语言刻画直线与平面垂直呢?
回顾旧知
情景引入
新知探索
例题练习
归纳总结
如图是在太阳照射下的旗杆及其影子。随着时间的变化,影子的位置也在不断变化。
问题1:旗杆所在直线AB与它的影子所在直线BC始终保持什么位置关系?
A
C
B
直线AB与平面内任意一条过点B的直线都垂直
B’
C’
追问:对于地面上不过点B的任意直线B’C’,AB与B’C’还垂直吗?
直线AB与平面内任意一条直线都垂直
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例题练习
归纳总结
直线与平面垂直的定义:
文字语言:一般地,如果直线 l 和平面α内的任意一条直线都垂直,则称直线 l 和平面α垂直.记作l⊥α
图形语言:
平面 的垂线
直线 l 的垂面
垂足
平面内任意一条直线
符号语言: α,l⊥
l⊥α
这里的“任意”可以改为“无数”吗?
回顾旧知
情景引入
新知探索
例题练习
归纳总结
回顾旧知
情景引入
新知探索
例题练习
归纳总结
问题:在同一平面内,过一点有且只有一条直线与已知直线垂直。将这一结论推广到空间,过一点垂直于已知平面的直线有几条
l
P
α
P
l
结论:过一点垂直于已知平面的直线有且只有一条
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新知探索
例题练习
归纳总结
α
过一点作垂直于已知平面的直线,有且只有一条。则该点与垂足间的线段,叫做这个点到该平面的垂线段,垂线段的长度叫做这个点到该平面的距离
P
l
O
在锥体的体积公式中,锥体的高度就是锥体的顶点到底面的距离
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新知探索
例题练习
归纳总结
类比研究直线与平面平行的思路,有没有判定线面垂直的简单的方法?
探究直线与平面垂直判定定理
无限证明
有限证明
α
l
一条
P
α
l
两条平行直线
P
α
l
P
两条相交直线
思考:一条直线最少和平面内的几条直线垂直才能保证线面垂直?
猜想①:
猜想②:
猜想③:
回顾旧知
情景引入
新知探索
例题练习
归纳总结
实验演示
回顾旧知
情景引入
新知探索
例题练习
归纳总结
思考:一条直线最少和平面内的几条直线垂直才能保证线面垂直?
猜想①垂直于一条直线
猜想②垂直于两条平行直线
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例题练习
归纳总结
实验探究 准备一块三角形的纸片ABC,过△ABC的顶点B翻折纸片得到折痕BD,将翻折后的纸片张开一定角度放置在桌面上(AD, DC与桌面接触).
观察:
(1) 折痕BD与桌面垂直吗?
(2) 如何翻折才能使折痕BD与桌面垂直?为什么?
A
猜想:如果一条直线与平面内两条相交直线都垂直,则该直线与平面垂直.
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归纳总结
实验演示
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问题:为什么一条直线与平面内两条相交直线都垂直时,这条直线就和这个平面垂直呢?
由基本事实的推论2和平面向量基本定理可知,平面α可以看作是由两条相交直线AD,CD所唯一确定的,并且这两条相交直线可以表示平面内的所有直线。
B
D
C
A
m
n
P
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文字语言 如果一条直线与一个平面内的两条相交直线垂直,那么该直线与此平面垂直
符号语言
图形语言
直线与平面垂直的判定定理
m α,n α,m∩n=P,l⊥m,l⊥n l⊥α
线线垂直  线面垂直
相互转化
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例1 求证:如果两条平行直线中的一条直线垂直于一个平面,那么另一条直线也垂直于这个平面
证明:在平面α内任取两条相交直线m,n.
∴ b⊥α.
又m α,n α,m,n是两条相交直线,
∴ b⊥m, b⊥n.
∵ a//b,
∴ a⊥m, a⊥n,
∵ a⊥α,
如图,已知 a//b,a⊥α,求证: b⊥α.
你还有不同的证明方法?
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例题练习
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例2: 如图,正方体ABCD-A'B'C'D'中,求证:AC⊥平面DBB'D'.
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例题练习
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证明:连接PC,则PC = PA,因为点D为AC的中点,
所以PD AC,
因为AB为圆O的直径,所以∠ACB = 90°,所以AC BC,
因为O为AB的中点,D为AC的中点,所以OD ∥ BC,
所以OD AC,
因为PD ∩ OD = D,PD, OD 平面POD,
所以AC 平面POD.
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直线与
平面垂直
定义
判定定理
数学思想方法
类比、转化、猜想.
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直线与平面所成的角
垂足
斜线
斜线在平面上的射影
斜足
O
l
A
θ

斜线:一条直线与一个平面相交,但不与这个平面垂直
斜足:斜线和平面的交点
射影:过斜线上斜足以外的一点向平面引垂线,过垂足和斜足的直线
平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的角,叫做直线和平面所成的角.
0°≤θ≤90°
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例题练习
归纳总结
求直线与平面所成角的方法
①构造:作垂线→找射影→确定直线与平面所成的角
②证明:某平面角就是斜线与平面所成角(关键证垂直)
③计算:求所成角,通常在垂线段、斜线和射影所构成的直角三角形中计算
α
l
P
θ

A
O
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例题练习
归纳总结
例2 在正方体ABCD-A1B1C1D1中,求直线A1B和平面A1DCB1所成的角.
A
B
C
D
A1
B1
C1
D1
O
在Rt△A1BO中,A1B= ,BO= ,
∴BO= A1B.
∴ ∠BA1O=30°.
∴ A1B和平面A1DCB1所成的角为30°.
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例题练习
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1. 如图,在正方体ABCD′ A′B′C′D′中,
分别写出下列直线与平面所成的角:
①直线A′B与平面BCC′B′;
②直线A′B与平面CC′D′D′;
③直线AB与平面BCC′B′.
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1. 如图,△ABC是直角三角形,∠ACB=90°,PA⊥平面
ABC,此图形中有 个直角三角形.
4
 [∵PA⊥平面ABC,
∴PA⊥AC,PA⊥AB,PA⊥BC,
∵AC⊥BC,且PA∩AC=A,
∴BC⊥平面PAC,
∴BC⊥PC.
综上知: △ABC,△PAC,△PAB,
△PBC都是直角三角形,共有4个.]
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2. 如图,在三棱锥S ABC中,∠ABC=90°,D是AC的中点,且SA=SB=SC.
(1)求证:SD⊥平面ABC;
(2)若AB=BC,求证:BD⊥平面SAC.
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