15.設(shè)ω是一個平面圖形,如果用直尺和圓規(guī)經(jīng)過有限步作圖(簡稱尺規(guī)作圖),畫出一個正方形與ω的面積相等(簡稱等積),那么這樣的等積轉(zhuǎn)化稱為ω的“化方”.
(1)閱讀填空
如圖①,已知矩形ABCD,延長AD到E,使DE=DC,以AE為直徑作半圓,延長CD交半圓于點H,以DH為邊作正方形DFGH,則正方形DFFH與ABCD等積.
理由:連接AH,EH.
∵AE為直徑∴∠AHE=90°∴∠HAE+∠HEA=90°.
∵DH⊥AE∴∠ADH=∠EDH=90°
∴∠HAD+∠AHD=90°
∴∠AHD=∠HED∴△ADH∽△HDE.
∴$\frac{AD}{DH}$=$\frac{DH}{DE}$,即DH
2=AD×DE.
又∵DE=DC∴DH
2=AD•DC.即正方形DFGH與矩形ABCD等積.
(2)類比思考
平行四邊形的“化方”思路是,先把平行四邊形轉(zhuǎn)化為等積的矩形,再把矩形轉(zhuǎn)化為等積的正方形.
(3)解決問題
三角形的“化方”思路是:先把三角形轉(zhuǎn)化為等積的矩形(填寫圖形各稱),再轉(zhuǎn)化為等積的正方形.
如圖②,△ABC的頂點在正方形網(wǎng)格的格點上,請用尺規(guī)或借助作出與△ABC等積的正方形的一條邊.
(不要求寫具體作法,但要保留作圖痕跡)
(4)拓展探究
n邊形(n>3)的“化方”思路之一是:把n邊形轉(zhuǎn)化為n-1邊形,…,直至轉(zhuǎn)化為等積三角形,從而可以化方.
如圖③,四邊形ABCD的頂點在正方形網(wǎng)格的格點上,請用尺規(guī)或借助網(wǎng)格作出與四邊形ABCD等積的三角形(不要求寫具體作法,但要保留作圖痕跡).