面面垂直直接当成线面垂直
由「面 α ⊥ 面 β」直接说 α 内某条线(侧棱、腰、对角线)垂直于 β——漏掉了「必须垂直于交线」这一条,垂足也没落在交线上。
错在哪
面面垂直只保证: 内垂直于交线的那一族直线垂直于 。 内其余的直线, 与 可以成任何角度——把一本书斜立在桌面上,书页所在平面与桌面垂直, 但书页上随手一条斜线并不垂直于桌面。
典型的错句:
- 「∵面 面 ,∴ 面 」—— 只是 内的一条侧棱,它与交线 成 ;
- 「∵面 面 ,∴ 面 」——除非题目另给 ( 是交线),否则不成立;
- 「两个平面垂直,所以它们内部的直线也两两垂直」——两平面垂直不给任何两条面内直线的关系。
正确做法
- 先把交线找出来:。没有交线,性质定理无从下手。
- 在 内朝 作垂线:,。这条线才由性质定理得到 。
- 垂足位置要交代: 在交线上,一般不是原有的顶点。写 于 , 然后才有 底面、 底面内一切直线。
- 要用某条已有的棱当高,得单独证:例如再给出 ,才有 ; 给的是 ,那就只能老实作 。
怎么避免
- 看到「面面垂直」,条件反射是作交线的垂线,而不是「哪条棱像高就当高」。
- 建系时尤其危险:把一条不垂直于底面的侧棱当成 轴,整套坐标全错而计算过程一路顺畅, 最后答案错得毫无提示。建系前先问一句「这条轴凭什么垂直于底面」。
- 反向也常错:由 、 可得 (判定定理), 这一步是对的;但不能反着用来给 内另一条线安上垂直。
- 自查口诀:面面垂直只送一族线——垂直于交线的那一族。
学它之前先会
共 5 条前置、最深 5 层。
出现在以下题目中
共 8 道题考到本条。
- 浙江 2008 · q18矩形与梯形的两个平面互相垂直,二面角 求 · 先把被钉死的那一块解干净
- 浙江 2009 · q20一个中点撑起三条互相垂直的棱 · 建系算坐标 / 中位线搭平行面与垂面截面 / 不建系的基底向量
- 浙江 2011 · q04「所有直线」四个字露了马脚——交线自己就是反例
- 浙江 2014 · q20先把顶点 钉在 正上方 · 整个四棱锥的形状一步定死,二面角
- 浙江 2016 · q02交线躺在两个面里 · 垂线与面内每条线都垂直,一句话定 C
- 浙江 2016 · q17三棱台里的一条垂线:补形还原成棱锥,等边三角形的中线白送一个直角
- 浙江 2019 · q19面面垂直一脚踩出 A₁E⊥底面,线面角缩进过 BC 中点的截面
- 浙江 2020 · q19三棱台里证线线垂直、求线面角 · 上底面是纸老虎,两问都塌回四面体 D-HBC