【分析】
(1) 由$AB=AC=AD$可知点B、C、D都在以A为圆心、AB为半径的圆上,根据圆周角定理,同弧所对的圆周角是圆心角的一半,已知圆心角$∠ BAC=90°$,即可直接求出圆周角$∠ BDC$的度数。
(2) 直角三角形外接圆的直径为斜边,因此$Rt△ ABD$和$Rt△ BCD$共斜边BD,二者外接圆圆心都为BD中点、半径都为$\frac{1}{2}BD$,可得A、B、C、D四点共圆,根据同弧所对圆周角相等,$∠ BAC$与$∠ BDC$都是弧BC对应的圆周角,二者相等即可求解。
(3) 先作$△ ABC$的外接圆,由$∠ BAC=45°$可得对应的圆心角$∠ BOC=90°$,结合BC的长度求出外接圆半径,再利用垂径定理求出OE的长度,通过构造矩形OEDF得到OF和DF的长度,最后用勾股定理求出AF的长度,$AF+DF$即为AD的长。
【解析】
(1) 因为$AB=AC=AD$,所以点B、C、D在以A为圆心,AB为半径的$\odot A$上,$∠ BAC$是弧BC所对的圆心角,大小为$90°$,$∠ BDC$是弧BC所对的圆周角,根据圆周角定理:$∠ BDC=\frac{1}{2}∠ BAC=\frac{1}{2}×90°=45°$。
(2) 取BD的中点O,连接OA、OC:
在$Rt△ BAD$中,$∠ BAD=90°$,O是BD中点,因此$OA=OB=OD=\frac{1}{2}BD$;
在$Rt△ BCD$中,$∠ BCD=90°$,O是BD中点,因此$OC=OB=OD=\frac{1}{2}BD$;
可得$OA=OB=OC=OD$,即A、B、C、D四点在以O为圆心、$\frac{1}{2}BD$为半径的同一个圆上。
根据圆周角定理,同弧BC所对的圆周角相等,因此$∠ BAC=∠ BDC=25°$。
(3) 作$△ ABC$的外接圆,过圆心O作$OE⊥ BC$于E,$OF⊥ AD$于F,连接OA、OB、OC:
已知$∠ BAC=45°$,根据圆周角定理,同弧BC所对的圆心角是圆周角的2倍,因此$∠ BOC=2∠ BAC=90°$。
$BC=BD+CD=6+2=8$,在等腰$Rt△ BOC$中,$OB=OC$,由$OB^2+OC^2=BC^2$得$2OB^2=64$,解得$OB=OC=4\sqrt{2}$,即外接圆半径$OA=4\sqrt{2}$。
因为$OE⊥ BC$,根据垂径定理,$BE=EC=\frac{1}{2}BC=4$,因此$DE=EC-CD=4-2=2$。
又$OE⊥ BC$,$AD⊥ BC$,$OF⊥ AD$,因此四边形OEDF是矩形,可得$OF=DE=2$,$DF=OE$。
在$Rt△ BEO$中,$OB=4\sqrt{2}$,$BE=4$,由勾股定理得$OE=\sqrt{OB^2-BE^2}=\sqrt{(4\sqrt{2})^2-4^2}=\sqrt{32-16}=4$,故$DF=4$。
在$Rt△ AFO$中,$OA=4\sqrt{2}$,$OF=2$,由勾股定理得$AF=\sqrt{OA^2-OF^2}=\sqrt{(4\sqrt{2})^2-2^2}=\sqrt{32-4}=2\sqrt{7}$。
因此$AD=AF+DF=2\sqrt{7}+4$。
【答案】
(1) 45
(2) $∠ BAC=25°$
(3) $AD=2\sqrt{7}+4$

【知识点】
圆周角定理,四点共圆的判定,垂径定理
【点评】
本题通过构造辅助圆简化几何计算,前两问利用圆周角定理可快速得到角度关系,第三问通过构造三角形外接圆,结合垂径定理、勾股定理求解线段长度,需要掌握常见的辅助圆构造场景,如共顶点等线段、共斜边的直角三角形等,可有效降低解题难度。
【难度系数】
0.6