题目内容
【题目】“构造图形解题”,它的应用十分广泛,特别是有些技巧性很强的题目,如果不能发现题目中所隐含的几何意义,而用通常的代数方法去思考,经常让我们手足无措,难以下手,这时,如果能转换思维,发现题目中隐含的几何条件,通过构造适合的几何图形,将会得到事半功倍的效果,下面介绍两则实例:
实例一:1876年,美国总统伽非尔德利用实例一图证明了勾股定理:由
S四边形ABCD=S△ABC+S△ADE+S△ABE得,化简得:
实例二:欧几里得的《几何原本》记载,关于x的方程的图解法是:
画Rt△ABC,使∠ABC=90°,BC=,AC=,再在斜边AB上截取BD=,则AD的长就是该方程的一个正根(如实例二图)
请根据以上阅读材料回答下面的问题:
(1)如图1,请利用图形中面积的等量关系,写出甲图要证明的数学公式是 ,乙图要证明的数学公式是
(2)如图2,若2和-8是关于x的方程x2+6x=16的两个根,按照实例二的方式构造Rt△ABC,连接CD,求CD的长;
(3)若x,y,z都为正数,且x2+y2=z2,请用构造图形的方法求的最大值.
【答案】(1)完全平方公式;平方差公式;(2);(3)
【解析】
(1)利用面积法解决问题即可;
(2)如图2,作于点H,由题意可得出,利用面积求出的长,再利用勾股定理求解即可;
(3)如图3,用4个全等的直角三角形(两直角边分别为x,y,斜边为z),拼如图正方形,当时定值,z最小时,的值最大值.易知,当小正方形的顶点是大正方形的中点时,z的值最小,此时,,据此求解即可.
解:(1)图1中甲图大正方形的面积
乙图中大正方形的面积
即
∴甲图要证明的数学公式是完全平方公式,乙图要证明的公式是平方差公式;
故答案为:完全平方公式;平方差公式;
(2)如图2,作于点H,
根据题意可知,
根据三角形的面积可得:
解得:
根据勾股定理可得:
根据勾股定理可得:;
(3)如图3,用4个全等的直角三角形(两直角边分别为x,y,斜边为z),拼如图正方形
当时定值,z最小时,的值最大值
易知,当小正方形的顶点是大正方形的中点时,z的值最小,此时,,
∴的最大值为.