如图,在平面四边形ABCD中,AB=BC=CD=a,∠ABC=90°,∠BCD=135°,沿对角线AC将此四边形折成直二

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  • 解题思路:(1)由平面几何知识,不难算出∠ACD=90°,从而AC⊥CD.因为二面角B-AC-D为直二面角,结合CD⊥AC,可得DC⊥平面ABC,得到CD⊥AB,最后根据线面垂直的判定定理,得到AB⊥平面BCD;

    (2)利用等腰三角形ABC作为底面,CD为高,不难用锥体体积公式求出三棱锥D-ABC的体积;

    (3)设点C到平面ABD的距离为h,根据三棱锥C-ABD的体积等于三棱锥D-ABC的体积,建立等式并代入题中的数据,解之即可求出点C到平面ABD的距离.

    (1)∵△ABC中,AB=BC=a,∠ABC=90°,∴∠BAC=∠ACB=45°

    ∴∠ACD=135°-45°=90°,得AC⊥CD

    ∵二面角B-AC-D为直二面角

    ∴平面ACD⊥平面ABC

    ∵CD⊥AC,平面ACD∩平面ABC=AC,∴DC⊥平面ABC

    ∵AB⊆平面ABC,∴CD⊥AB

    又∵AB⊥BC,BC、CD是平面BCD内的相交直线

    ∴AB⊥平面BCD------(4分)

    (2)由(1)知DC⊥平面ABC,故DC是三棱角D-ABC的高

    ∵Rt△ABC的面积S=[1/2]AB×BC=[1/2]a2

    ∴三棱锥D-ABC的体积V=[1/3]Sh=[1/3]×[1/2]a2×DC=[1/6]a3-----------(8分)

    (3)设点C到平面ABD的距离为h

    Rt△ABD中,BD=

    BC2+CD2=

    2

    由VC-ABD=VD-ABC,得[1/3]×[1/2]×AB×BD×h=[1/6]a3

    ∴h=

    2

    2a--------------------(12分)

    点评:

    本题考点: 点、线、面间的距离计算;棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面垂直的判定.

    考点点评: 本题以平面翻折问题为例,证明了线面垂直并求几何体的体积,着重考查了线面垂直的判定与性质、点到平面距离的求法和锥体体积公式等知识,属于基础题.