《九章算术》中“勾股容方”问题:“今有勾五步,股十二步,问勾中容方几何?”魏晋时期数学家刘徽在其《九章算术注》中利用出入相补原理给出了这个问题的一般解法:如图1,用对角线将长和宽分别为
和
的矩形分成两个直角三角形,每个直角三角形再分成一个内接正方形(黄)和两个小直角三角形(朱、青).将三种颜色的图形进行重组,得到如图2所示的矩形.该矩形长为a+b,宽为内接正方形的边长
.由刘徽构造的图形还可以得到许多重要的结论,如图3.设D为斜边
的中点,作直角三角形
的内接正方形对角线
,过点A作
于点F,则下列推理正确的是( )
①由图1和图2面积相等得 ;
②由 可得 ;
③由 可得 ;
④由 可得 .