Question

【題目】“構(gòu)造圖形解題”，它的應(yīng)用十分廣泛，特別是有些技巧性很強(qiáng)的題目，如果不能發(fā)現(xiàn)題目中所隱含的幾何意義，而用通常的代數(shù)方法去思考，經(jīng)常讓我們手足無(wú)措，難以下手，這時(shí)，如果能轉(zhuǎn)換思維，發(fā)現(xiàn)題目中隱含的幾何條件，通過(guò)構(gòu)造適合的幾何圖形，將會(huì)得到事半功倍的效果，下面介紹兩則實(shí)例：

實(shí)例一：1876年，美國(guó)總統(tǒng)伽非爾德利用實(shí)例一圖證明了勾股定理：由S四邊形ABCD=S△ABC+S△ADE+S△ABE得：（a+b）2=2×ab+c2，化簡(jiǎn)得：a2+b2=c2．

實(shí)例二：歐幾里得的《幾何原本》記載，關(guān)于x的方程x2+ax=b2的圖解法是：畫(huà)Rt△ABC，使∠ACB=90°，BC=，AC=|b|，再在斜邊AB上截取BD=，則AD的長(zhǎng)就是該方程的一個(gè)正根（如實(shí)例二圖）．

請(qǐng)根據(jù)以上閱讀材料回答下面的問(wèn)題：

（1）如圖1，請(qǐng)利用圖形中面積的等量關(guān)系，寫(xiě)出甲圖要證明的數(shù)學(xué)公式是______，乙圖要證明的數(shù)學(xué)公式是______，體現(xiàn)的數(shù)學(xué)思想是______；

（2）如圖2，若2和-8是關(guān)于x的方程x2+ax=b2的兩個(gè)根，按照實(shí)例二的方式構(gòu)造Rt△ABC，連接CD，求CD的長(zhǎng)；

（3）若x，y，z都為正數(shù)，且x2+y2=z2，請(qǐng)用構(gòu)造圖形的方法求的最大值．

Answer 1

【答案】（1）完全平方公式，平方差公式，數(shù)形結(jié)合的思想（2）（3）

【解析】

（1）利用面積法解決問(wèn)題即可．

（2）如圖2中，作CH⊥AB于H．由題意，AD=2，BC=BD=3，AC=4，利用面積法求出CH，BH，DH即可解決問(wèn)題；

（3）如圖3中，用4個(gè)全等的直角三角形（直角邊分別為x，y，斜邊為z），拼如圖正方形．當(dāng)x+y是定值時(shí)，z最小的時(shí)候，定值最小，易知當(dāng)小正方形的頂點(diǎn)是大正方形的中點(diǎn)時(shí)，z的值最小，此時(shí)x=y，z=x，由此即可解決問(wèn)題．

（1）如圖1中，圖甲大正方形的面積=（a+b）2=a2+2ab+b2，

圖乙中大正方形的面積=a2=（a-b）2+b2+2b（a-b），

即a2-b2=（a-b）（a-b+2b）=（a+b）（a-b）．

甲圖要證明的數(shù)學(xué)公式是完全平方公式，乙圖要證明的數(shù)學(xué)公式是平方差公式，體現(xiàn)的數(shù)學(xué)思想是數(shù)形結(jié)合的思想．

故答案為：完全平方公式，平方差公式，數(shù)形結(jié)合的思想．

（2）如圖2中，作CH⊥AB于H．

由題意，AD=2，BC=BD=3，AC=4，

∵ACBC=ABCH，

∴CH= ，

∴BH=，

∴DH=BD-BH=，

∴CD=．

（3）如圖3中，用4個(gè)全等的直角三角形（直角邊分別為x，y，斜邊為z），拼如圖正方形．

當(dāng)x+y是定值時(shí)，z最小的時(shí)候，定值最小，

易知當(dāng)小正方形的頂點(diǎn)是大正方形的中點(diǎn)時(shí)，z的值最小，此時(shí)x=y，z=x，

∴最大值=．