一、面面垂直的性质定理和结论
1、二面角
(1)半平面:平面内的一条直线把平面分成两部分,每一部分都叫做半平面。
(2)二面角:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角。这条直线叫做二面角的棱,这两个半平面叫做二面角的面。
(3)二面角的表示方法
①棱为$AB$,面分别为$α$,$β$的二面角记作二面角$α—AB—β$。
②棱为$l$,面分别为$α$,$β$的二面角记作二面角$α—l—β$。
③棱为$AB$,若在$α$,$β$面内分别取不在棱上的点$P$,$Q$,这个二面角可记作二面角$P—AB—Q$。
(4)二面角的平面角
在二面角$α—l—β$的棱$l$上任取一点$O$,以点$O$为垂足,在半平面$α$和$β$内分别作垂直于棱$l$的射线$OA$和$OB$,则射线$OA$和$OB$构成的∠$AOB$叫做二面角的平面角。
二面角的大小可以用它的平面角来度量,二面角的平面角是多少度,就说这个二面角是多少度。平面角是直角的二面角叫做直二面角。
二面角的平面角的取值范围为$[0°,180°]$。
2、平面与平面垂直
定义:一般地,两个平面相交,如果它们所成的二面角是直二面角,就说这两个平面互相垂直,记作$α⊥β$。
判定定理:一个平面过另一个平面的垂线,则这两个平面垂直。
性质定理:两个平面垂直,则一个平面内垂直于交线的直线与另一个平面垂直。
平面与平面垂直的一般性质和结论
(1)如果两个平面互相垂直,那么与其中一个平面平行的平面垂直于另一个平面。
(2)如果两个平面互相垂直,那么其中一个平面的垂线平行于另一个平面或在另一个平面内。
(3)如果两个相交平面都垂直于第三个平面,那么它们的交线垂直于第三个平面。
(4)三个两两垂直的平面的交线也两两垂直。
二、面面垂直的性质定理的相关例题
已知三棱锥$P-ABC$,平面$PAB⊥$ 平面$ABC$,$PA=PB=4$,$AB=4sqrt{3}$,$∠ACB=120°$,则三棱锥$P-ABC$外接球的表面积为___
A.20π B.32π C.64π D.80π
答案:D
解析:设$△PAB$的外接圆的圆心为$O_1$,半径为$r_1$,$△ABC$的外接圆的圆心为$O_2$,半径为$r_2$,三棱锥$P-ABC$外接球球心为$O$,半径为$R$,过点$P$作$PD⊥AB$,因为平面$PAB⊥$ 平面$ABC$,所以$PD⊥$ 平面$ABC$,又因为$PA=PB=4$,所以$O_1$在$PD$上,因为$AB=4sqrt{3}$,所以$AD=2sqrt{3}$,$PD=2$,所以$cos ∠PAD=frac{AD}{PD}=frac{2sqrt{3}}{4}=frac{sqrt{3}}{2}$,又$∠PAD∈(0,π)$,所以$∠PAD=frac{π}{6}$,所以$2r_1=frac{PB}{sin ∠PAD}=frac{4}{frac{1}{2}}=8$,则$r_1=O_1P=4$,所以$O_1D=2$,$OO_2=O_1D=2$,所以$2r_2=frac{AB}{sin ∠ACB}=frac{4sqrt{3}}{frac{sqrt{3}}{2}}=8$,则$r_2=O_2A=4$,所以$R=sqrt{OO^2_2+O_2A^2}=2sqrt{5}$,所以三棱锥$P-ABC$外接球的表面积$S=4πR^2=$$4π×$$(2sqrt{5})^2=$$80π$。故选D。p分页标题e