高考数学一直很注重对考生逻辑思维能力的考查，一方面是基于数学这门学科的特殊性，另一方面是高考数学具有选拔人才的功能，为高校输送优秀的人才。因此，在数学学习过程中，我们一定要加强逻辑思维能力的训练。
如与立体几何相关的数学问题，一直是高考数学必考的热门题型，此类问题题型新颖、方法多样，能很好考查考生的空间想象能力、逻辑推理能力等等数学基本能力。
纵观近几年的高考数学立体几何问题，我们发现线面垂直、面面垂直是热门考点之一，重点考查到线线、线面、面面位置关系等基本知识概念。
典型例题分析1：
已知α，β是两个不同的平面，m，n是两条不重合的直线，则下列命题中正确的是( )
A．若m∥α，α∩β＝n，则m∥n
B．若m⊥α，m⊥n，则n∥α
C．若m⊥α，n⊥β，α⊥β，则m⊥n
D．若α⊥β，α∩β＝n，m⊥n，则m⊥β
解析：选C
对于选项A，若m∥α，α∩β＝n，则m∥n，或m，n是异面直线，所以A错误；
对于选项B，n可能在平面α内，所以B错误；
对于选项D，m与β的位置关系还可以是m⊂β，m∥β，或m与β斜交，所以D错误；
由面面垂直的性质可知C正确．
为了能更好解决直线与平面垂直相关的数学问题，我们掌握一些证明直线和平面垂直的常用方法有：
1、利用判定定理；
2、利用判定定理的推论(a∥b，a⊥α⇒b⊥α)；
3、利用面面平行的性质(a⊥α，α∥β⇒a⊥β)；
4、利用面面垂直的性质；
5、当两个平面垂直时，在一个平面内垂直于交线的直线垂直于另一个平面。
平面与平面垂直的判定定理：一个平面过另一个平面的垂线，则这两个平面垂直。
平面与平面垂直的性质定理：两个平面垂直，则一个平面内垂直于交线的直线垂直于另一个平面。
典型例题2：
设a，b是两条不同的直线，α，β是两个不同的平面，则下列四个命题：
①若a⊥b，a⊥α，b⊄α，则b∥α；②若a∥α，a⊥β，则α⊥β；③若a⊥β，α⊥β，则a∥α或a⊂α；④若a⊥b，a⊥α，b⊥β，则α⊥β.
其中正确命题的个数为( )
A．1 B．2
C．3 D．4
解析：选D
对于①，由b不在平面α内知，直线b或者平行于平面α，或者与平面α相交，若直线b与平面α相交，则直线b与直线a不可能垂直，这与已知“a⊥b”相矛盾，因此①正确。
对于②，由a∥α知，在平面α内必存在直线a1∥a，又a⊥β，所以有a1⊥β，所以α⊥β，②正确。
对于③，若直线a与平面α相交于点A，过点A作平面α、β的交线的垂线m，则m⊥β，又α⊥β，则有a∥m，这与“直线a、m有公共点A”相矛盾，因此③正确。
对于④，过空间一点O分别向平面α、β引垂线a1、b1，则有a∥a1，b∥b1，又a⊥b，所以a1⊥b1，所以α⊥β，因此④正确．综上所述，其中正确命题的个数为4。
典型例题3：
如图，在长方体ABCD－A1B1C1D1中，AB＝AD＝1，AA1＝2，M为棱DD1上的一点．
(1)求三棱锥A－MCC1的体积；
(2)当A1M＋MC取得最小值时，求证：B1M⊥平面MAC.
解：(1)由长方体ABCD－A1B1C1D1知，
AD⊥平面CDD1C1，
∴点A到平面CDD1C1的距离等于AD＝1.
又S△MCC1＝1/2CC1×CD＝1/2×2×1＝1，
∴VA－MCC1＝1/3AD·S△MCC1＝1/3.
(2)证明：将侧面CDD1C1绕DD1逆时针转90°展开，与侧面ADD1A1共面(如图)，当A1，M，C′共线时，A1M＋MC取得最小值．
∴CC12＝MC12＋MC2，得∠CMC1＝90°，
即CM⊥MC1.
又由长方体ABCD－A1B1C1D1知，B1C1⊥平面CDD1C1，
∴B1C1⊥CM.
又B1C1∩C1M＝C1，
∴CM⊥平面B1C1M，得CM⊥B1M.
同理可证，B1M⊥AM.
又AM∩MC＝M，
∴B1M⊥平面MAC.
垂直关系的证明就是学会熟练运用相关的性质定理和判定定理，将各种垂直关系不断进行转化。在解决实际问题的过程中，我们可以先从题目条件入手，明确已有的垂直关系，再从结论分析待证的垂直条件，从而建立起已知与未知之间的关系。
要记住一些判定面面垂直的方法：
1、面面垂直的定义；
2、面面垂直的判定定理(a⊥β，a⊂α⇒α⊥β)。
在已知平面垂直时，一般要用性质定理进行转化，转化为线面垂直或线线垂直。
转化方法：在一个平面内作交线的垂线，转化为线面垂直，然后进一步转化为线线垂直。
在证明线面垂直、面面垂直时，一定要注意判定定理成立的条件．同时抓住线线、线面、面面垂直的转化关系，即：
在证明两平面垂直时，一般先从现有的直线中寻找平面的垂线，若这样的直线图中不存在，则可通过作辅助线来解决，如有平面垂直时，一般要用性质定理．
记住几个常用的结论：
(1)过空间任一点有且只有一条直线与已知平面垂直．
(2)过空间任一点有且只有一个平面与已知直线垂直．
典型例题分析4：
如图，在直三棱柱ABC－A1B1C1中，A1B1＝A1C1，D，E分别是棱BC，CC1上的点(点D不同于点C)，且AD⊥DE，F为B1C1的中点．
求证：(1)平面ADE⊥平面BCC1B1；
(2)直线A1F∥平面ADE.
解：(1)因为ABC－A1B1C1是直三棱柱，所以CC1⊥平面ABC，
又AD⊂平面ABC，所以CC1⊥AD.
又因为AD⊥DE，CC1，DE⊂平面BCC1B1，
CC1∩DE＝E，
所以AD⊥平面BCC1B1.又AD⊂平面ADE，
所以平面ADE⊥平面BCC1B1.
(2)因为A1B1＝A1C1，F为B1C1的中点，
所以A1F⊥B1C1.
因为CC1⊥平面A1B1C1，且A1F⊂平面A1B1C1，
所以CC1⊥A1F.
又因为CC1，B1C1⊂平面BCC1B1，CC1∩B1C1＝C1，
所以A1F⊥平面BCC1B1.
由(1)知AD⊥平面BCC1B1，
所以A1F∥AD.
又AD⊂平面ADE，A1F⊄平面ADE，
所以A1F∥平面ADE.
垂直关系证明蕴含着丰富的数学思想方法，如转化思想方法，即由线线垂直得线面垂直（线面垂直的判定定理），由线面垂直得面面垂直（面面垂直的判定定理），而由面面垂直得线面垂直（面面垂直的性质定理），由线面垂直得线线垂直（线面垂直的定义）。
要想拿到立体几何的分数，那么平时一定要加强再基础知识、基本技能训练，尤其对定义、定理的由来和结论的形成加强学习，这样才能从根本理解数学概念、定理、性质等等。如要非常透彻去理解线面垂直的定义，掌握线面垂直的判定定理和性质定理，掌握面面垂直的判定定理和性质定理。学会运用公理、定理和已获得的结论，证明一些有关空间图形的垂直关系的简单命题。
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