勾股定理是人类最伟大的十个科学发现之一,西方国家称之为毕达哥拉斯定理.在我国古书《周髀算经》中就有"若勾三,股四,则弦五"的记载,我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理,创制了一幅"弦图"(如图
,后人称之为"赵爽弦图",流传至今.
(1)①请叙述勾股定理;
②勾股定理的证明,人们已经找到了400多种方法,请从下列几种常见的证明方法中任选一种来证明该定理;(以下图形均满足证明勾股定理所需的条件)
(2)①如图4、5、6,以直角三角形的三边为边或直径,分别向外部作正方形、半圆、等边三角形,这三个图形中面积关系满足
的有 个;
②如图7所示,分别以直角三角形三边为直径作半圆,设图中两个月形图案(图中阴影部分)的面积分别为
,
,直角三角形面积为
,请判断
,
,
的关系并证明;
(3)如果以正方形一边为斜边向外作直角三角形,再以该直角三角形的两直角边分别向外作正方形,重复这一过程就可以得到如图8所示的"勾股树".在如图9所示的"勾股树"的某部分图形中,设大正方形
的边长为定值
,四个小正方形
,
,
,
的边长分别为
,
,
,
,已知
,则当
变化时,回答下列问题:(结果可用含
的式子表示)
①
;
②
与
的关系为 ,
与
的关系为 .