易错点

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:α\alpha 内垂直于交线的那一族直线垂直于 β\beta。α\alpha 内其余的直线, 与 β\beta 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 ADFC⊥ADFC\perp 面 ABCABC,∴DC⊥DC\perp 面 ABCABC」——DCDC 只是 ADFCADFC 内的一条侧棱,它与交线 ACAC 成 45∘45^\circ;
  • 「∵面 PAB⊥PAB\perp 面 ABCABC,∴PA⊥PA\perp 面 ABCABC」——除非题目另给 PA⊥ABPA\perp AB(ABAB 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

  1. 先把交线找出来:α∩β=l\alpha\cap\beta=l。没有交线,性质定理无从下手。
  2. 在 α\alpha 内朝 ll 作垂线:DH⊥lDH\perp l,H∈lH\in l。这条线才由性质定理得到 DH⊥βDH\perp\beta。
  3. 垂足位置要交代:HH 在交线上,一般不是原有的顶点。写 DH⊥ACDH\perp AC 于 HH, 然后才有 DH⊥DH\perp 底面、DH⊥DH\perp 底面内一切直线。
  4. 要用某条已有的棱当高,得单独证:例如再给出 DC⊥ACDC\perp AC,才有 DC⊥βDC\perp\beta; 给的是 ∠ACD=45∘\angle ACD=45^\circ,那就只能老实作 DHDH。

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 zz 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 a⊂αa\subset\alpha、a⊥βa\perp\beta 可得 α⊥β\alpha\perp\beta(判定定理), 这一步是对的;但不能反着用来给 α\alpha 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。

共 8 道题考到本条。