(12分)图是由矩形,和菱形组成的一个平面图形,其中,,。将其沿,折起使得与重合,连结,如图。
(1)证明:图中的,,,四点共面,且平面平面;
(2)求图中的四边形的面积。
(1)因为四边形为矩形,所以与平行且相等。
又因为四边形为菱形,所以与平行且相等。
所以图中,与平行且相等,四边形为平行四边形,
所以,,,四点共面。
因为四边形为矩形,所以。
又因为为,,所以。
又因为,所以平面。
又因为平面,所以平面平面,
所以,,,四点共面,且平面平面。
(2)取中点,连结,。
因为四边形为菱形,且,
所以,所以,。
由(1)得平面,
因为,所以平面,
所以,。
又因为,,平面,
所以平面,
所以。
因为,,
本题主要考查点、直线、平面的位置关系。
(1)根据题意可得与平行且相等,与平行且相等,即可得图中,与平行且相等,四边形为平行四边形,所以,,,四点共面,再根据,可推出平面,根据面面垂直的判定定理即可得平面平面。
(2)取中点,连接,,根据四边形为菱形且可得,由(1)可推出,根据线面垂直的判定定理即可得平面,即可得,根据题目条件算出和的长即可得四边形的面积。