Question

如图，在△ABC中，∠ABC=45°，∠BAC=90°，AD是BC上的高，沿AD把△ABD折起，使∠BDC=90°．
（1）若E，F分别为 AB，AC的中点，求证：EF∥平面BDC；
（2）证明：平面ADB⊥平面BDC；
（3 ）设BD=1，求三棱锥D-ABC的表面积．

Answer 1

分析：（1）利用三角形中位线定理，可得EF∥BC，结合线面平行的判定定理，可证出EF∥平面BDC；
（2）由CD与AB、AD两条相交直线垂直，得到CD⊥平面ADB，再根据平面ADC经过平面ADB的垂线，可得平面ADB⊥平面BDC；
（3）根据题意不难得到该三棱锥有三个面是全等的等腰直角三角形，另一个面是等边三角形，由此结合BD=1即可得到三棱锥D-ABC的表面积．

解答：解：（1）在右图中，因为△ABC中，E、F分别为 AB、AC的中点，．
∴EF∥BC
∵EF?平面BDC，BC?平面BDC，
∴EF∥平面BDC；
（2）∵左图中，AD是等腰Rt△ABC斜边BC的中线
∴CD⊥AD，在右图中依然成立
又∵右图中，CD⊥BD，AD、BD是平面ABD内的相交直线
∴CD⊥平面ADB
∵CD?平面BDC，∴平面ADB⊥平面BDC；
（3）由（2）知，AD、BD、CD两两垂直
∵BD=1，∴AD=BD=CD=1
∴三角形ADC的面积S_△ADC=

1

2

×AD×CD=

1

2

，
同理可得S_△BDC=S_△ABD=

1

2

∵Rt△ADC中，AC=

AD2+CD2

=

2

，同理可得AB=BC=

2

∴△ABC是边长为

2

的等边三角形，面积为S_△ABC=

3

4

×(

2

)2=

3

2

由此可得三棱锥D-ABC的表面积为：S_△ADC+S_△BDC+S_△ABD+S_△ABC=

3+ 3

2

．

点评：本题以等腰直角三角形沿斜边上的高折叠为例，考查了线面平行的判定、面面垂直的判定和几何体的表面积求法等知识点，属于基础题．