3.4~3.5直线与平面的垂直关系__平面的法向量
[读教材·填要点]
1.射影
(1)过空间任意一点P作平面α的垂线与α相交于点P0,则P0称为点P在平面α内的射影.
(2)预先给定平面α,空间任何一个图形的每一个点P在平面α上都有一个射影P0,所有这些P0在平面α上组成一个图形,称为这个空间图形在平面α上的射影.
2.三垂线定理及其逆定理
(1)三垂线定理:在平面内的一条直线,如果它和这个平面的一条斜线的射影垂直,那么它也和这条斜线垂直.
(2)三垂线定理的逆定理:在平面内的一条直线,如果它和这个平面的一条斜线垂直,那么它也和这条斜线在平面内的射影垂直.
3.平面的法向量
与平面α垂直的非零向量称为α的法向量.
[小问题·大思维]
1.平面的法向量是唯一的吗?若不唯一,平面的法向量之间的关系是怎样的?
提示:平面的法向量不是唯一的,平面的不同法向量是共线的.
2.若直线l的一个方向向量为(1,1,1),向量(1,-1,0)及向量(0,1,-1)都与平面α平行,则l与α有怎样的位置关系?
提示:∵(1,1,1)·(0,1,-1)=0,
(1,1,1)·(1,-1,0)=0,
而向量(1,-1,0)与向量(0,1,-1)不平行,∴l⊥α.
利用判定定理用向量法证明线面垂直 在正方体ABCDA1B1C1D1中,E,F分别为BB1,D1B1的中点,求证:EF⊥平面B1AC.
[自主解答] 设正方体的棱长为2,建立如图所示的直角坐标系