将边长为a的正方形ABCD与边长为b的正方形GHEF如图所示摆放在一起(a≥2b),连接BD,DF,FB,将正方形GHEF绕点A逆时针旋转.在旋转过程中△BDF的面积的取值范围是________.
网友回答
a2-ab≤S△BDF≤a2+ab
解析分析:过F作BD的垂线,设垂足为H,由于BD是定值,△BDF的面积最大,则FH最大,△BDF的面积最小,则FH最小;可据此画出图形,求出两种情况下△FDH的面积,从而得到其取值范围.
解答:
解:∵正方形ABCD的边长为a,正方形GHEF的边长为b,
∴BD=a,AF=b,
作FH⊥BD于H点,连接AF.则S△BDF=×BD×FH(如图2),
因为小正方形AEFG绕A点旋转任意角度,所以点F离线段BD的距离是变化的,即FH的长度是变化的.
由于BD得长度是定值,所以当FH取得最大值时S△BDF最大,当FH取得最小值时S△BDF最小.
所以当点F离BD最远时,FH取得最大值,此时点F、A、H在同一条直线上(如图3所示);
当点F离BD最近时,FH取得最小值,此时点F、A、H也在同一条直线上(如图4所示).
在图3中,S△BDF=BD×FH=×a(b+a)=ab+a2,
在图4中,S△BDF=BD×FH=×a(a-b)=a2-ab,
∴S△BDF的取值范围是:a2-ab≤S△BDF≤a2+ab.
故