本题导读

考查折叠与线面垂直。(1) 且 得 ,结合面面垂直得 平面 ,从而 ;(2) 三个侧面面积和为 。

📌【题干】

Question

(2009年福建卷(文)) 如图,平行四边形 中,,,.将 沿 折起到 的位置,使平面 平面 .

(1) 求证:;

(2) 求三棱锥 的侧面积.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. (1) 先在原平面内证 :,数量积算出为 ;或用余弦定理 ,。
  2. 折叠不改变边长:,,故 ,得 。
  3. 平面 平面 ,交线为 ,故 平面 ,从而 。
  4. (2) 由 且面面垂直得 平面 ,故 ;由 平面 得 。
  5. 三个侧面面积分别为 ,,,相加即可。

✅【答案】

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(1) 证明见解析;(2) 侧面积为

✍【详细解析】

Abstract

(1) 由平行四边形得 。 因此 ,从而 。 折叠不改变三角形的边长,所以 ,。 在原平面内,, 于是 ,故 。 因为平面 平面 ,且两平面的交线为 ,所以 平面 ,从而 。 (2) 由 且两平面互相垂直,得 平面 ,所以 ;又由 平面 得 。 三棱锥的三个侧面面积分别为 , , 。 因此三棱锥 的侧面积为 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:线面垂直与折叠问题

核心方法:数量积或余弦定理证线线垂直,再用面面垂直性质升级

避坑指南: 证 (折叠后不变);勾股逆定理 证 ;面面垂直 + 交线垂线 线面垂直,逐面升级后三个侧面面积全部可用直角三角形算出。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:折叠问题先列”变与不变”:边长不变,角度与位置改变。

结论推广:面面垂直的性质定理:交线垂直于另一面内的线 垂直于该面。

方法推广:侧面积 = 各侧面(三角形)面积之和,先证出垂直关系再套 直角边直角边。

🔗【关联脉络】

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