典例3 如图所示,边长为2的等边△PCD所在的平面垂直于矩形ABCD所在的平面,BC=2,M为BC的中点.求证:AM⊥PM.
[解析] 如图所示,取CD的中点E,连接PE、EM、EA.
∵△PCD为正三角形,∴PE⊥CD,PE=.
∵平面PCD⊥平面ABCD,
∴PE⊥平面ABCD.
又AM平面ABCD,
∴PE⊥AM.
∵四边形ABCD是矩形,
∴△ADE、△ECM、△ABM均为直角三角形.
由勾股定理,可求得EM=,AM=,AE=3,
∴EM2+AM2=AE2,∴AM⊥EM.
又PE∩EM=E,∴AM⊥平面PME.
∴AM⊥PM.
『规律总结』 运用两个平面垂直的性质定理时,一般需作辅助线,基本作法是过其中一个平面内作交线的垂线,这样把面面垂直转化为线面垂直或线线垂直.,
〔跟踪练习3〕
如图所示,平面α⊥平面β,在α与β的交线上取线段AB=4cm,AC,BD分别在平面α和平面β内,它们都垂直于交线AB,并且AC=3cm,BD=12cm,求CD的长.
[思路分析] 利用已知三角形中的长度关系求解注意△ACB,△BCD都是Rt△.
[解析] 连接BC.
因为BD⊥AB,直线AB是两个互相垂直的平面α和β的交线,
所以BD⊥α,BD⊥BC.所以△CBD是直角三角形.
在Rt△BAC中,BC==5,
在Rt△CBD中,CD==13.
所以CD的长为13cm.
[说明] 本题综合运用了面面垂直的性质以及直角三角形中的勾股定理.要求CD的长,关键要构造三角形,将CD转化到三角形中去求解.另外,本题也可以通过连接AD求解.