Question

如圖①，四邊形AEFG和ABCD都是正方形，它們的邊長分別為a，b（b≥2a），且點(diǎn)F在AD上（以下問題的結(jié)果均可用a，b的代數(shù)式表示）．
（1）求S_△DBF；
（2）把正方形AEFG繞點(diǎn)A按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)45°得圖②，求圖②中的S_△DBF；
（3）把正方形AEFG繞點(diǎn)A旋轉(zhuǎn)一周，在旋轉(zhuǎn)的過程中，S_△DBF是否存在最大值、最小值？如果存在，直接寫出最大值、最小值；如果不存在，請(qǐng)說明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)圖形的關(guān)系，可得AF的長，根據(jù)三角形面積公式，可得△DBF的面積；
（2）連接AF，由題意易知AF∥BD；△DBF與△ABD同底等高，故面積相等；
（3）分析可得：當(dāng)F點(diǎn)到BD的距離取得最大、最小值時(shí)，S_△BFD取得最大、最小值；分兩種情況討論可得其最大最小值．
解答：解：（1）∵點(diǎn)F在AD上，
∴AF²=a²+a²，即AF=a，
∴DF=b-a，
∴S_△DBF=DF×AB=×（b-a）×b=b²-ab；

（2）連接DF，AF，由題意易知AF∥BD，
∴四邊形AFDB是梯形，
∴△DBF與△ABD等高同底，即BD為兩三角形的底，
由AF∥BD，得到平行線間的距離相等，即高相等，
∴S_△DBF=S_△ABD=b²；

（3）正方形AEFG在繞A點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的過程中，F(xiàn)點(diǎn)的軌跡是以點(diǎn)A為圓心，AF為半徑的圓，
第一種情況：當(dāng)b＞2a時(shí)，存在最大值及最小值，
因?yàn)椤鰾FD的邊BD=b，故當(dāng)F點(diǎn)到BD的距離取得最大、最小值時(shí)，S_△BFD取得最大、最小值．
如圖②所示DF⊥BD時(shí)，S_△BFD的最大值=S_△BFD=b•（+a）=，
S_△BFD的最小值=S_△BFD=b•（-a）=，
第二種情況：當(dāng)b=2a時(shí)，存在最大值，不存在最小值．
∴S_△BFD的最大值=．（如果答案為4a²或b²也可）．
點(diǎn)評(píng)：解答本題要充分利用正方形的特殊性質(zhì)，注意在正方形中的特殊三角形的應(yīng)用，搞清楚矩形、菱形、正方形中的三角形的三邊關(guān)系，可有助于提高解題速度和準(zhǔn)確率．