【分析】
(1)首先计算原图形总面积:20个边长为1的正方形总面积为$20×1^2=20$,因此拼接后大正方形的面积为20,边长为$\sqrt{20}$,恰好等于分割所得直角三角形的斜边长$c$。拼接时将4个直角三角形的斜边作为大正方形的边依次摆放,中间空缺部分放入剩余的小正方形块,即可完成拼接。
(2)证明勾股定理采用面积法:用两种方式表示大正方形的面积,一种直接以斜边$c$为边长计算得$c^2$;另一种将大正方形拆分为4个全等直角三角形和中间的小正方形,分别计算面积求和,令两个面积表达式相等,化简后即可得到$a^2+b^2=c^2$。
【解析】
(1)原图形总面积为20,故拼接的大正方形面积为20,边长为$\sqrt{20}$。将四个直角三角形的斜边朝外对应大正方形的四条边摆放,中间剩余区域放入剩下的小正方形,即可得到符合要求的大正方形。
(2)证明:
拼接后大正方形的面积有两种表示方法:
① 大正方形边长为斜边$c$,因此$S_{大正方形}=c^2$;
② 大正方形由4个全等的直角三角形和1个小正方形组成,每个直角三角形面积为$\frac{1}{2}ab$,中间小正方形边长为$b-a$,面积为$(b-a)^2$,因此$S_{大正方形}=4×\frac{1}{2}ab+(b-a)^2$。
化简第二种表达式:
$4×\frac{1}{2}ab+(b-a)^2=2ab+b^2-2ab+a^2=a^2+b^2$
由于两个表达式均表示大正方形的面积,因此$a^2+b^2=c^2$,勾股定理得证。
【答案】
(1)如图所示即为拼接成的大正方形

(2)$S_{大正方形}=4×\frac{1}{2}ab+(b-a)^2=2ab+b^2-2ab+a^2=a^2+b^2$,而$S_{大正方形}=c^2$,$∴ a^2+b^2=c^2$
【知识点】
图形剪拼,勾股定理,面积法
【点评】
本题结合图形剪拼考察勾股定理的推导,通过数形结合的思想,利用面积相等建立等式,既锻炼了图形操作能力,也加深了对勾股定理推导逻辑的理解。
【难度系数】
0.6