面的交线为a',设直线b与点P确定的平面与平面的交线为b'。
∵a∥,b∥,∴a∥a',b∥b'。
又∵AB⊥,AB⊥b,∴AB⊥a',AB⊥b',
∴AB⊥。
(2)如图,过B作BB'⊥,则AB⊥BB'。
又∵AB⊥b,∴AB垂直于由b和BB'确定的平面。
∵b⊥,∴b⊥c,∵BB'⊥,∴BB'⊥c。
∴c也垂直于由BB'和b确定的平面。
故c∥AB。
【总结升华】由第(2)问的证明可以看出,利用线面垂直的性质证明线与线的平行,其关键是构造平面,使所证线皆与该平面垂直。如题中,通过作出辅助线BB',构造出平面,即由相交直线b与BB'确定的平面,然后借助于题目中的其他垂直关系证明。
举一反三:
【变式1】 设,m是两条不同的直线,是一个平面,则下列命题正确的是( )
A.若⊥m,m,则⊥ B.若⊥,∥m,则m⊥
C.若∥,m,则∥m D.若∥,m∥,则∥m
【答案】B
【解析】两条平行线中的一条垂直于一个平面,则另一条也垂直于这个平面。
例2.如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,AB⊥AD,AC⊥CD,∠ABC=60°,PA=AB=BC,E是PC的中点.
(1)证明:AE⊥CD;
(2)证明:PD⊥平面ABE.
【思路点拨】(1)由PA⊥底面ABCD,可得 CD⊥PA,又CD⊥AC,故CD⊥面PAC,从而证得CD⊥AE;
(2)由等腰三角形的底边中线的性质可得AE⊥PC,由(Ⅰ)知CD⊥AE,从而AE⊥面PCD,AE⊥PD,再由 AB⊥PD 可得 PD⊥面ABE。
【解析】
(1)证明:在四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,CD⊂平面ABCD,∴CD⊥PA.
又CD⊥AC,PA∩AC=A,∴CD⊥面PAC,
∵AE⊂面PAC,故CD⊥AE.
(2)证明:由PA=AB=BC,∠ABC=60°,可得PA=AC,
∵E是PC的中点,∴AE⊥PC,
由(1)知CD⊥AE,从而AE⊥面PCD,故AE⊥PD.
由(1)知,AE⊥CD,且PC∩CD=C,所以AE⊥平面PCD.
而PD⊂平面PCD,∴AE⊥PD.
∵PA⊥底面ABCD,PD在底面ABCD内的射影是AD,AB⊥AD,∴AB⊥PD.
又∵AB∩AE=A,∴PD⊥面ABE
【总结升华】直线与平面垂直的性质定理(以及补充性质)是线线、线面垂直以及线面、面面平行