已知:如图①,正方形ABCD的边长是a,正方形AEFG的边长是b,且点F在AD上,连接DB,BF,(以下问题的结果可用a,b表示).
(1)观察计算:△DBF的面积S=______
(2)图形变式:
将图①中的正方形AEFG绕点A顺时针方向旋转45°得到图②,其他条件不变,请你求出图②中△DBF的面积S;
(3)探究发现:
当a>2b时,若把图①中的正方形AEFG绕点A旋转任意角度,在旋转过程中,△DBF的面积S是否能达到最大值、最小值?如果能达到,请画出图形,并求出最大值、最小值;如果达不到,请说明理由.(图③可用来画图).
网友回答
解:(1)∵AEFG是正方形,且边长是b,
∴Rt△AEF中,由勾股定理可求AF=b,
∴DF=a-b,
∴S△DBF=DF?AB=(a-b)a=a2-ab;
(2)∵BD和AF分别是正方形ABCD与AEFG的对角线,
∴∠DBA=∠FAG=45°.
∴BD∥AF
∴S△DBF=S△DBA
又∵S△DBA=BA?AD=a2,
∴S△DBF=a2;
(3)当a>2b时,存在最大值和最小值.
∵△BDF的底边BD=
∴当F点到BD的距离取得最大、最小值时,S△DBF取得最大值、最小值.
当点C、A、F三点在同一直线上时,如图③,
连接BF、DF,
S△DBF的最大值=a(a+b)=a2+ab,
S△DBF的最小值=a(a-b)=a2-ab.
解析分析:(1)根据DF=AD-AF,求三角形的底边DF,高为AB,根据三角形的面积公式计算;
(2)由正方形的性质可知AF∥BD,则△BDF与△BDA同底等高,根据S△DBF=S△DBA求面积;
(3)如图,在正方形ABCD外作正方形AEFG,此时,OF值最大,在正方形ABCD内作正方形AEFG,此时,OF最小,而BD=a,分别计算OF的最大、最小值,求△DBF的面积的最大值、最小值.
点评:本题考查了旋转的性质的运用,正方形的性质.关键是通过旋转确定三角形的底和高,发现三角形底和高的最大值和最小值.