1. 分析命题①的正确性
已知直线 l⊥ 平面 α,且 α∥β。
根据“一条直线垂直于两平行平面中的一个,则必垂直于另一个”,可得 l⊥β。
又因为直线 m⊆ 平面 β,根据线面垂直的定义,垂直于平面的直线垂直于该平面内的任意一条直线,所以 l⊥m。
因此,命题①正确。
2. 分析命题②的正确性
已知直线 l⊥ 平面 α,且 α⊥β。
由于平面 α 与平面 β 垂直,垂直于 α 的直线 l 平行于 β 或在 β 内。
又已知 m⊆β,此时 l 与 m 可以是平行、异面或相交关系,不一定有 l∥m。
例如,在正方体 ABCD−A1B1C1D1 中,平面 BCC1B1⊥ 平面 ABCD。设 α=平面BCC1B1,β=平面ABCD。
由于 CD⊥平面BCC1B1,取 l=CD,则 l⊥α。
在 β(平面 ABCD)内取 m=AD,此时 l⊥m,并不满足 l∥m。
因此,命题②错误。
3. 分析命题③的正确性
已知直线 l∥m,且 l⊥ 平面 α。
根据“平行线中的一条垂直于一个平面,另一条也垂直于这个平面”,可得 m⊥α。
又因为 m⊆ 平面 β,根据面面垂直的判定定理(如果一个平面经过另一个平面的垂线,那么这两个平面互相垂直),可得 α⊥β。
因此,命题③正确。
4. 分析命题④的正确性
已知直线 l⊥m,且 l⊥ 平面 α。
由此可得 m∥α 或 m⊆α。
已知 m⊆β,此时平面 α 与平面 β 可以平行,也可以相交。
例如,在正方体 ABCD−A1B1C1D1 中,取 l=DD1,则 l⊥平面ABCD。设 α=平面ABCD。
取 m=AB,显然 l⊥m。
设 β=平面ABB1A1,满足 m⊆β。
此时 α⊥β,并不满足 α∥β。
因此,命题④错误。