三垂线定理指的是平面内的一条直线， 如果与穿过这个平面的一条斜线在这个平面上的射影垂直， 那么它也和这条斜线垂直 。
三垂线定理的实质是空间内的一条斜线和平面内的一条直线垂直的判定定理 。 三垂线定理是立体几何的重要定理之一， 由于定理中涉及三条与平面内已知直线有垂直关系的直线， 故称为三垂线定理 。
其实三垂线定理从证明的角度看， 可以认为是线面垂直转化关系的一个常用推论 。 这是一个标准的从线线垂直（一般是共面）转化为线面垂直又转化为新的线线垂直（一般是异面）的立体几何推理过程 。
关于三垂线定理的应用：
关键是找出平面（基准面）的垂线 。 至于射影则是由垂足， 斜足来确定的， 因而是第二位的 。
从三垂线定理的证明得到证明a⊥b的一个程序：一垂， 二射， 三证 。
【三垂线定理】即第一， 找平面（基准面）及平面垂线第二， 找射影线， 这时a， b便成平面上的一条直线与一条斜线 。 第三， 证明射影线与直线a垂直， 从而得出a与b垂直 。
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