求证:经过点A只能有一条直线和平面α垂直.
[解析] 根据点A和平面α的位置关系,分两种情况证明.
(1)如图1,点A在平面α内,假设经过点A至少有平面α的两条垂线AB、AC,那么AB、AC是两条相交直线,它们确定一个平面β,平面β和平面α相交于经过点A的一条直线a.
因为AB⊥平面α,AC⊥平面α,
a⊂α,所以AB⊥a,AC⊥a,在平面β内经过点A有两条直线都和直线a垂直,这与平面几何中经过直线上一点只能有已知直线的一条垂线相矛盾.
(2)如图2,点A在平面α外,假设经过点A至少有平面α的两条垂线AB和AC(B、C为垂足),那么AB、AC是两条相交直线,它们确定一个平面β,平面β和平面α相交于直线BC,因为AB⊥平面α,AC⊥平面α,BC⊂α,
所以AB⊥BC,AC⊥BC.
在平面β内经过点A有两条直线都和BC垂直,这与平面几何中经过直线外一点只能有已知直线的一条垂线相矛盾.
综上,经过一点A只能有平面α的一条垂线.
2.求证:两条相交直线有且只有一个交点.
[证明] 假设结论不成立,即有两种可能:
无交点;不只有一个交点.