Question

已知a、b、c是平面α內相交于一點O的三條直線，而直線l和α相交，并且和a、b、c三條直線成等角．
求證：l⊥α

Answer 1

證法一：分別在a、b、c上取點A、B、C并使AO = BO = CO．設l經過O，在l上取一點P，在△POA、△POB、△POC中，
∵PO公用，AO = BO = CO，∠POA =∠POB=∠POC，
∴△POA≌△POB≌△POC
∴PA = PB = PC．取AB中點D．連結OD、PD，則OD⊥AB，PD⊥AB，
∵
∴ AB⊥平面POD
∵PO平面POD．
∴PO⊥AB．
同理可證 PO⊥BC
∵，，
∴ PO⊥α，即l⊥α
若l不經過O時，可經過O作∥l．用上述方法證明⊥α，
∴l⊥α．
證法二：采用反證法
假設l不和α垂直，則l和α斜交于O．
同證法一，得到PA = PB = PC．
過P作于，則，O是△ABC的外心．因為O也是△ABC的外心，這樣，△ABC有兩個外心，這是不可能的．
∴假設l不和α垂直是不成立的．
∴l⊥α
若l不經過O點時，過O作∥l，用上述同樣的方法可證⊥α，
∴l⊥α
評述：（1）證明線面垂直時，一般都采用直接證法（如證法一），有時也采用反證法（如證法二）或同一法．