勾股定理的证明方法和相关故事
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勾股定理的推导和证明方法勾股定理是数学中的一个重要定理,它描述了直角三角形边长之间的关系。
这个定理被广泛应用于各个领域,包括物理学、工程学等。
本文将介绍勾股定理的推导和证明方法。
勾股定理的推导始于古希腊,最著名的是毕达哥拉斯定理,即a²+b²=c²,其中a、b为直角三角形的两条直角边,c为斜边。
以下是勾股定理的推导和证明方法的详细解析。
1. 推导过程:假设存在一个直角三角形,其中直角边分别为a和b,斜边为c。
用几何方法进行推导如下:首先,假设一个正方形,边长为a+b,将其平分成两个等腰直角三角形。
如下图所示:(图)根据正方形的性质,两个等腰直角三角形的面积相等。
因此,每个等腰直角三角形的面积为(a+b)²/4。
接下来,我们将这个正方形旋转,并将两个等腰直角三角形组合在一起,形成一个更大的正方形,边长为c。
如下图所示:(图)根据旋转后的正方形的性质,其面积为c²。
而这个正方形由两个等腰直角三角形组成,因此其面积为2*(a²/2)=(a²+b²)。
综上所述,我们可以得到等式(a+b)²/4=c²,即推导出了勾股定理。
2. 证明方法:除了几何方法外,还有代数方法用于证明勾股定理。
下面我们将介绍一种基于几何方法的证明。
首先,我们假设一个直角三角形,其中直角边分别为a和b,斜边为c。
我们可以构造一个以c为直径的圆,如下图所示:(图)根据圆的性质,半径为c/2的圆的面积为π(c/2)²=πc²/4。
另一方面,根据直角三角形的面积公式,可以得到三角形的面积为ab/2。
现在我们将这个圆分成四个相等的部分,并按下图进行排列:(图)由于四个部分的面积相等,我们可以得到每个部分的面积为πc²/16。
将三角形面积和圆的四个部分的面积相比较,可以得到ab/2=πc²/16。
进一步化简可得a²+b²=c²。
勾股定理(毕达哥拉斯定理)勾股定理是一个初等几何定理,是人类早期发现并证明的重要数学定理之一,用代数思想解决几何问题的最重要的工具之一,也是数形结合的纽带之一。
勾股定理是余弦定理的一个特例。
勾股定理约有400种证明方法,是数学定理中证明方法最多的定理之一。
“勾三股四弦五”是勾股定理最基本的公式。
勾股数组方程a ² + b ²= c ²的正整数组(a ,b ,c )。
(3,4,5)就是勾股数。
也就是说,设直角三角形两直角边为a 和b ,斜边为c ,那么a ²+b ²=c ² ,即直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方。
勾股定理命题1 如果直角三角形的两条直角边长分别为a ,b ,斜边长为c ,那么。
勾股定理的逆定理命题2 如果三角形的三边长a ,b ,c 满足,那么这个三角形是直角三角形。
【证法1】(赵爽证明)以a 、b 为直角边(b>a ), 以c 为斜边作四个全等的直角三角形,则每个直角三角形的面积等于21ab. 把这四个直角三角形拼成如图所示形状. ∵ RtΔDAH ≌ RtΔABE,∴ ∠HDA = ∠EAB.∵ ∠HAD + ∠HAD = 90º,∴ ∠EAB + ∠HAD = 90º, ∴ ABCD 是一个边长为c 的正方形,它的面积等于c2. ∵ EF = FG =GH =HE = b―a ,∠HEF = 90º. ∴ EFGH 是一个边长为b―a 的正方形,它的面积等于.∴ ∴.【证法2】(课本的证明)做8个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a 、b ,斜边长为c ,再做三个边长分别为a 、b 、c 的正方形,把它们像上图那样拼成两个正方形.从图上可以看到,这两个正方形的边长都是a + b ,所以面积相等.即, 整理得 .【证法3】(1876年美国总统Garfield证明)以a、b 为直角边,以c为斜边作两个全等的直角三角形,则每个直角三角形的面积等于. 把这两个直角三角形拼成如图所示形状,使A、E、B三点在一条直线上.∵ RtΔEAD ≌ RtΔCBE,∴ ∠ADE = ∠BEC.∵ ∠AED + ∠ADE = 90º,∴ ∠AED + ∠BEC = 90º.∴ ∠DEC = 180º―90º= 90º.∴ ΔDEC是一个等腰直角三角形,它的面积等于.又∵ ∠DAE = 90º, ∠EBC = 90º,∴AD∥BC.∴ABCD是一个直角梯形,它的面积等于∴ .∴.【趣闻】:在1876年一个周末的傍晚,在美国华盛顿的郊外,有一位中年人正在散步,欣赏黄昏的美景,他就是当时美国俄亥俄州共和党议员伽菲尔德。
勾股定理16种经典证明方法与在实际生活中的应用ab c ab b a 214214222⨯+=⨯++【证法1】(课本的证明)做8个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a 、b ,斜边长为c ,再做三个边长分别为a 、b 、c 的正方形,把它们像上图那样拼成两个正方形.从图上可以看到,这两个正方形的边长都是a + b ,所以面积相等. 即整理得 .【证法2】(邹元治证明)以a 、b 为直角边,以c 为斜边做四个全等的直角三角形,则每个直角三角形的面积等于. 把这四个直角三角形拼成如图所示形状,使A 、E 、B 三点在一条直线上,B 、F 、C 三点在一条直线上,C 、G 、D 三点在一条直线上.∵ Rt ΔHAE ≌ Rt ΔEBF, ∴ ∠AHE = ∠BEF.222c b a =+ab 21∵ ∠AEH + ∠AHE = 90º,∴ ∠AEH + ∠BEF = 90º.∴ ∠HEF = 180º―90º= 90º.∴ 四边形EFGH 是一个边长为c 的正方形. 它的面积等于c 2. ∵ Rt ΔGDH ≌ Rt ΔHAE, ∴ ∠HGD = ∠EHA.∵ ∠HGD + ∠GHD = 90º,∴ ∠EHA + ∠GHD = 90º.又∵ ∠GHE = 90º,∴ ∠DHA = 90º+ 90º= 180º.∴ ABCD 是一个边长为a + b 的正方形,它的面积等于.∴ . ∴ .【证法3】(赵爽证明)以a 、b 为直角边(b>a ), 以c 为斜边作四个全等的直角三角形,则每个直角三角形的面积等于. 把这四个直角三角形拼成如图所示形状.∵ Rt ΔDAH ≌ Rt ΔABE, ∴ ∠HDA = ∠EAB.∵ ∠HAD + ∠HAD = 90º,∴ ∠EAB + ∠HAD = 90º,∴ ABCD 是一个边长为c 的正方形,它的面积等于c 2.∵ EF = FG =GH =HE = b ―a ,∠HEF = 90º.()2b a +()22214c ab b a +⨯=+222c b a =+ab 21∴ EFGH 是一个边长为b ―a 的正方形,它的面积等于.∴ .∴ .【证法4】(1876年美国总统Garfield 证明)以a 、b 为直角边,以c 为斜边作两个全等的直角三角形,则每个直角三角形的面积等于. 把这两个直角三角形拼成如图所示形状,使A 、E 、B 三点在一条直线上.∵ Rt ΔEAD ≌ Rt ΔCBE, ∴ ∠ADE = ∠BEC.∵ ∠AED + ∠ADE = 90º,∴ ∠AED + ∠BEC = 90º. ∴ ∠DEC = 180º―90º= 90º.∴ ΔDEC 是一个等腰直角三角形,它的面积等于.又∵ ∠DAE = 90º, ∠EBC = 90º,∴ AD ∥BC.∴ ABCD 是一个直角梯形,它的面积等于.∴ .∴ .【证法5】(梅文鼎证明)做四个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a 、b ,斜边长为c. 把它们拼成如图那样的一个多边形,使D 、E 、F 在一条直线上. 过C 作AC 的延长线交DF 于点P.∵ D 、E 、F 在一条直线上, 且Rt ΔGEF ≌ Rt ΔEBD,∴ ∠EGF = ∠BED ,()2a b -()22214c a b ab =-+⨯222c b a =+ab 21221c ()221b a +()222121221c ab b a +⨯=+222c b a =+∵ ∠EGF + ∠GEF = 90°,∴ ∠BED + ∠GEF = 90°,∴ ∠BEG =180º―90º= 90º.又∵ AB = BE = EG = GA = c ,∴ ABEG 是一个边长为c 的正方形. ∴ ∠ABC + ∠CBE = 90º.∵ Rt ΔABC ≌ Rt ΔEBD,∴ ∠ABC = ∠EBD.∴ ∠EBD + ∠CBE = 90º. 即 ∠CBD= 90º.又∵ ∠BDE = 90º,∠BCP = 90º,BC = BD = a.∴ BDPC 是一个边长为a 的正方形.同理,HPFG 是一个边长为b 的正方形.设多边形GHCBE 的面积为S ,则, ∴ .【证法6】(项明达证明)做两个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a 、b (b>a ) ,斜边长为c. 再做一个边长为c 的正方形. 把它们拼成如图所示的多边形,使E 、A 、C 三点在一条直线上.过点Q 作QP ∥BC ,交AC 于点P. 过点B 作BM ⊥PQ ,垂足为M ;再过点F 作FN ⊥PQ ,垂足为N.∵ ∠BCA = 90º,QP ∥BC ,,21222ab S b a ⨯+=+abS c 2122⨯+=222c b a =+∴ ∠MPC = 90º,∵ BM ⊥PQ ,∴ ∠BMP = 90º,∴ BCPM 是一个矩形,即∠MBC = 90º.∵ ∠QBM + ∠MBA = ∠QBA = 90º,∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90º,∴ ∠QBM = ∠ABC ,又∵ ∠BMP = 90º,∠BCA = 90º,BQ = BA = c ,∴ Rt ΔBMQ ≌ Rt ΔBCA.同理可证Rt ΔQNF ≌ Rt ΔAEF.从而将问题转化为【证法4】(梅文鼎证明).【证法7】(欧几里得证明)做三个边长分别为a 、b 、c 的正方形,把它们拼成如图所示形状,使H 、C 、B 三点在一条直线上,连结BF 、CD. 过C 作CL ⊥DE ,交AB 于点M ,交DE 于点L.∵ AF = AC ,AB = AD ,∠FAB = ∠GAD ,∴ ΔFAB ≌ ΔGAD ,∵ ΔFAB 的面积等于,ΔGAD 的面积等于矩形ADLM 的面积的一半,∴ 矩形ADLM 的面积 =.同理可证,矩形MLEB 的面积 =.∵ 正方形ADEB 的面积= 矩形ADLM 的面积 + 矩形MLEB 的面积221a 2a 2b∴ ,即 .【证法8】(利用相似三角形性质证明)如图,在Rt ΔABCa 、b ,斜边AB 的长为c ,过点C 作在ΔADC 和ΔACB 中,∵ ∠ADC = ∠ACB = 90∠CAD = ∠BAC ,∴ ΔADC ∽ ΔACB.AD ∶AC = AC ∶AB ,即 .同理可证,ΔCDB ∽ ΔACB ,从而有 .∴ ,即 .【证法9】(杨作玫证明)做两个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a 、b (b>a ),斜边长为c. 再做一个边长为c 的正方形. 把它们拼成如图所示的多边形. 过A 作AF ⊥AC ,AF 交GT 于F ,AF 交DT 于R. 过B 作BP ⊥AF ,垂足为P. 过D 作DE 与CB 的延长线垂直,垂足为E ,DE 交AF 于H.∵ ∠BAD = 90º,∠PAC = 90º,∴ ∠DAH = ∠BAC.又∵ ∠DHA = 90º,∠BCA = 90º,AD = AB = c ,∴ Rt ΔDHA ≌ Rt ΔBCA.∴ DH = BC = a ,AH = AC = b.由作法可知, PBCA 是一个矩形,所以 Rt ΔAPB ≌ Rt ΔBCA. 即PB = CA = b ,AP= a ,从而PH = b ―a.222b ac +=222c b a =+AB AD AC ∙=2AB BD BC ∙=2()222AB AB DB AD BC AC =∙+=+222c b a =+∵ Rt ΔDGT ≌ Rt ΔBCA ,Rt ΔDHA ≌ Rt ΔBCA.∴ Rt ΔDGT ≌ Rt ΔDHA .∴ DH = DG = a ,∠GDT = ∠HDA . 又∵ ∠DGT = 90º,∠DHF = 90º,∠GDH = ∠GDT + ∠TDH = ∠HDA+ ∠TDH = 90º,∴ DGFH 是一个边长为a 的正方形.∴ GF = FH = a . TF ⊥AF ,TF = GT ―GF = b ―a .∴ TFPB 是一个直角梯形,上底TF=b ―a ,下底BP= b ,高FP=a +(b ―a ).用数字表示面积的编号(如图),则以c 为边长的正方形的面积为①∵=,,∴ = . ②把②代入①,得= = .∴ .【证法10】(李锐证明)设直角三角形两直角边的长分别为a 、b (b>a ),斜边的长为c. 做三个边长分别为a 、b 、c 的正方形,把它们拼成如图所示形状,使A 、E 、G 三点在一条直线上. 用数字表示面积的编号(如图).543212S S S S S c ++++=()[]()[]a b a a b b S S S -+∙-+=++21438abb 212-985S S S +=824321S ab b S S --=+812S S b --98812212S S S S b S S c ++--++=922S S b ++22a b +222c b a =+∵ ∠TBE = ∠ABH = 90º,∴ ∠TBH = ∠ABE.又∵ ∠BTH = ∠BEA = 90º,BT = BE = b ,∴ Rt ΔHBT ≌ Rt ΔABE.∴ HT = AE = a.∴ GH = GT ―HT = b ―a.又∵ ∠GHF + ∠BHT = 90º,∠DBC + ∠BHT = ∠TBH + ∠BHT = 90º,∴ ∠GHF = ∠DBC.∵ DB = EB ―ED = b ―a ,∠HGF = ∠BDC = 90º,∴ Rt ΔHGF ≌ Rt ΔBDC. 即 .过Q 作QM ⊥AG ,垂足是M. 由∠BAQ = ∠BEA = 90º,可知 ∠ABE= ∠QAM ,而AB = AQ = c ,所以Rt ΔABE ≌ Rt ΔQAM . 又Rt ΔHBT ≌Rt ΔABE. 所以Rt ΔHBT ≌ Rt ΔQAM . 即 .由Rt ΔABE ≌ Rt ΔQAM ,又得QM = AE = a ,∠AQM = ∠BAE.∵ ∠AQM + ∠FQM = 90º,∠BAE + ∠CAR = 90º,∠AQM = ∠BAE ,∴ ∠FQM = ∠CAR.又∵ ∠QMF = ∠ARC = 90º,QM = AR = a ,∴ Rt ΔQMF ≌ Rt ΔARC. 即.∵ ,,,又∵ ,,,27S S =58S S =64S S =543212S S S S S c ++++=612S S a +=8732S S S b ++=27S S =58S S =64S S =∴ ==,即 .【证法11】(利用切割线定理证明)在Rt ΔABC 中,设直角边BC = a ,AC = b ,斜边AB = c. 如图,以B 为圆心a 为半径作圆,交AB 及AB 的延长线分别于D 、E ,则BD = BE = BC = a. 因为∠BCA = 90º,点C 在⊙B 上,所以AC 是⊙B 的切线. 由切割线定理,得=== ,即,∴ .【证法12】(利用多列米定理证明)在Rt ΔABC 中,设直角边BC = a ,AC = b ,斜边AB = c (如图). 过点A 作AD ∥CB ,过点B 作BD ∥CA ,则ACBD 为矩形,矩形ACBD 内接于一个圆. 根据多列米定理,圆内接四边形对角线的乘积等于两对边乘积之和,有,∵ AB = DC = c ,AC = BD = b ,∴ ,即 8736122S S S S S b a++++=+52341S S S S S ++++2c 222c b a =+ADAE AC ∙=2()()BD AB BE AB -+()()a c a c -+22a c -222a cb -=222c b a =+BD AC BC AD DC AB ∙+∙=∙222AC BC AB +=22b ac +=a b aa B ACD c∴ .【证法13】(作直角三角形的内切圆证明)在Rt ΔABC 中,设直角边BC = a ,AC = b ,斜边AB = c. 作Rt ΔABC 的内切圆⊙O ,切点分别为D 、E 、F (如图),设⊙O 的半径为r.∵ AE = AF ,BF = BD ,CD = CE ,∴ = = r + r = 2r,即 ,∴ .∴ ,即 ,∵ ,∴ ,又∵ = = == ,∴ ,∴ ,∴ , ∴ .【证法14】(利用反证法证明)如图,在Rt ΔABC 中,设直角边AC 、BC 的长度分别为a 、b ,斜边AB 的长为c ,过点C 作CD ⊥AB ,垂足是D.假设,即假设 ,则由==可知 ,或者 . 即 AD :AC ≠AC :AB ,或者 BD :222c b a =+()()()BF AF CD BD CE AE AB BC AC +-+++=-+CD CE +r c b a 2=-+c r b a +=+2()()222c r b a +=+()222242c rc r ab b a ++=++ab S ABC 21=∆ABC S ab ∆=42AOC BOC AOB ABC S S S S ∆∆∆∆++=br ar cr 212121++()r c b a ++21()r c c r ++221rc r +2()ABC S rc r ∆=+442()ab rc r 242=+22222c ab ab b a +=++222c b a =+222c b a ≠+222AB BC AC ≠+AB AB AB ∙=2()BD AD AB +BDAB AD AB ∙+∙AD AB AC ∙≠2BD AB BC ∙≠2c b a r r r O F D B ABC ≠BC :AB.在ΔADC 和ΔACB 中,∵ ∠A = ∠A ,∴ 若 AD :AC ≠AC :∠ADC ≠∠ACB.在ΔCDB 和ΔACB ∵ ∠B = ∠B ,∴ 若BD :BC ≠BC :AB ,则∠CDB ≠∠ACB.又∵ ∠ACB = 90º,∴ ∠ADC ≠90º,∠CDB ≠90º.这与作法CD ⊥AB 矛盾.所以,的假设不能成立.∴ .【证法15】(辛卜松证明)222AB BC AC ≠+222c b a =+ab 21ab 21ab 21ab 212c2b 2a B C b a b a b a b a b ac c c cb ab ab b a b a设直角三角形两直角边的长分别为a 、b ,斜边的长为c. 作边长是a+b 的正方形ABCD. 把正方形ABCD 划分成上方左图所示的几个部分,则正方形ABCD 的面积为 ;把正方形ABCD 划分成上方右图所示的几个部分,则正方形ABCD 的面积为 =.∴ ,∴ .【证法16】(陈杰证明)设直角三角形两直角边的长分别为a 、b (b>a ),斜边的长为c. 做两个边长分别为a 、b 的正方形(b>a ),把它们拼成如图所示形状,使E 、H 、M 三点在一条直线上. 用数字表示面积的编号(如图).在EH = b 上截取ED = a ,连结DA 、DC ,则 AD = c.∵ EM = EH + HM = b + a , ED = a ,∴ DM = EM ―ED = ―a = b.又∵ ∠CMD = 90º,CM = a ,∠AED = 90º, AE = b ,∴ Rt ΔAED ≌ Rt ΔDMC.∴ ∠EAD = ∠MDC ,DC = AD = c.∵ ∠ADE + ∠ADC+ ∠MDC =180º,∠ADE + ∠MDC = ∠ADE + ∠EAD = 90º,∴ ∠ADC = 90º.∴ 作AB ∥DC ,CB ∥DA ,则ABCD 是一个边长为c 的正方形.∵ ∠BAF + ∠FAD = ∠DAE + ∠FAD = 90º,∴ ∠BAF=∠DAE.连结FB ,在ΔABF 和ΔADE 中,()ab b a b a 2222++=+()22214c ab b a +⨯=+22c ab +22222c ab ab b a +=++222c b a =+()a b +∵ AB =AD = c ,AE = AF = b ,∠BAF=∠DAE ,∴ ΔABF ≌ ΔADE.∴ ∠AFB = ∠AED = 90º,BF = DE = a.∴ 点B 、F 、G 、H 在一条直线上.在Rt ΔABF 和Rt ΔBCG 中,∵ AB = BC = c ,BF = CG = a ,∴ Rt ΔABF ≌ Rt ΔBCG.∵ , , , ,∴ ===∴ .勾股定理在实际生活中的应用勾股定理是几何中几个最重要的定理之一,它揭示了一个直角三角形三边之间的数54322S S S S c +++=6212S S S b ++=732S S a +=76451S S S S S +===6217322SS S S S b a ++++=+()76132S S S S S ++++5432SS S S +++2c222c b a =+量关系,是我们在直角三角形中解决边长计算问题的重要理论依据,同时勾股定理在我们实际生活中应用也很广泛。
勾股定理发现的故事
勾股定理的发现有很多故事,其中一个是这样的:
毕达哥拉斯是古希腊著名的数学家,他发现了一种证明勾股定理的方法。
据说,他曾经在朋友家做客时,发现朋友家的砖块铺成的地面图案反映了直角三角形三边的关系。
具体来说,如果将直角三角形的两条直角边看作是正方形的对角线,那么这个正方形的面积就等于两个相邻砖块的面积之和。
这个发现启发了毕达哥拉斯证明勾股定理的方法。
在中国,商高的一段话也记载了类似的事实:“故折矩以为句广三,股修四,径隅五”。
这句话的意思是:当直角三角形的两条直角边边长分别为3和4时,斜边边长为5。
以后人们就简单地把这个事实说成“勾三股四弦五”,并根据该典故称勾股定理为商高定理。
需要注意的是,这些故事只是传说,勾股定理的证明方法有很多种,包括毕达哥拉斯证明法、欧几里得证明法等。
勾股定理的数学史以及证明方法勾股定理是古代数学中的一项重要成就,被广泛应用于几何学和三角学中。
这一定理的数学历史可以追溯到中国、印度、巴比伦等古代文明,而最为著名的证明方法来自希腊数学家毕达哥拉斯。
一、勾股定理的数学史1.中国:据考古学家的研究,勾股定理在中国古代已经存在。
最为著名的是《周髀算经》中的一道问题,即勾股定理的特例。
这表明中国古代已经具备了勾股定理的基本概念。
2.印度:印度数学家婆罗门在《苏尔孔几何学》中给出了勾股定理的一个证明。
他利用了一个与现代证明方法相似的方法,即构造出一个与直角三角形相似的几何图形,并运用几何比例关系来证明勾股定理的成立。
3.巴比伦:巴比伦人在解决土地测量和建筑等问题时,也已使用了勾股定理。
他们发现了一个三角形的三个边长满足a²+b²=c²的关系。
4.毕达哥拉斯:毕达哥拉斯是古希腊著名的数学家和哲学家,他对勾股定理进行了证明,并开创了几何学的一系列研究。
毕达哥拉斯定理是勾股定理的一种特殊情况,即直角三角形中的两条直角边的平方和等于斜边的平方。
这一定理对几何学的发展起到了重要作用。
二、毕达哥拉斯定理的证明方法毕达哥拉斯定理的证明方法有多种,其中最为著名的是几何证明和代数证明。
1.几何证明:几何证明是最为传统的证明方法,它使用了几何图形和几何性质来证明勾股定理的成立。
证明的基本思想是构造出一个正方形,利用正方形的性质来推导出勾股定理。
这种证明方法直观清晰,易于理解,并且能够很好地展示勾股定理的几何意义。
2.代数证明:代数证明是利用代数方法来证明勾股定理。
经典的代数证明方法是毕达哥拉斯的证明,即利用了代数运算的性质来证明a²+b²=c²。
这种方法需要一定的代数知识,但能够更加严格地证明勾股定理的成立。
三、勾股定理的应用勾股定理是古代数学的一项重要成就,它被广泛应用于几何学和三角学中。
具体应用包括:1.土地测量:在土地测量和建筑设计中,勾股定理能够帮助人们计算不规则地形的面积和距离,从而指导土地的使用和开发。
勾股定理的证明方法十种过程全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:勾股定理,又称毕达哥拉斯定理,是几何学中最基础的定理之一。
它表明在直角三角形中,直角的两边的平方和等于斜边的平方。
勾股定理的证明方法有很多种,下面我将介绍十种常用的证明过程。
一、几何证明法1. 利用相似三角形的性质,构造辅助线,将直角三角形分割成两个直角三角形,再利用勾股定理的定义证明斜边的平方等于直角两边的平方和。
2. 利用平行线的性质,构造辅助线,形成四边形,再利用四边形的性质推导出勾股定理。
二、代数证明法1. 利用代数方法将直角三角形的三边长度表示成a,b,c,利用勾股定理的定义列出等式a^2 + b^2 = c^2,再进行变形推导得到结论。
2. 利用向量法,将三角形的三个顶点表示成二维向量,用向量的性质证明直角三角形满足勾股定理。
三、三角函数证明法1. 利用正弦、余弦、正切等三角函数的关系,将直角三角形的三条边长和角度联系起来,通过三角函数的计算推导出勾股定理。
2. 利用三角函数的定义,将角度和边长关系转换成三角函数的等式,再通过化简和运算得到勾股定理。
五、解析几何证明法1. 利用直角三角形在坐标平面上的表示,用坐标的差和平方和表达斜边和直角两边之间的关系,进行运算保证两边相等。
2. 利用解析几何的方法,利用两直线间的距离公式和直线的斜率关系,推导出勾股定理成立的条件。
七、数学归纳法证明法1. 从一个特殊的直角三角形出发,比如3-4-5直角三角形,验证勾股定理成立。
然后假设勾股定理对于n=1的情况成立,推导出n=k+1的情况也成立,利用数学归纳法证明定理的普遍性。
2. 从勾股数列的性质入手,证明勾股定理的普遍性。
十、几何变换证明法1. 利用几何变换,比如平移、旋转等,将直角三角形变换成其他几何形状,再通过形状不变性证明勾股定理。
2. 利用相似性和对称性的变换,将直角三角形转化成其他几何形状,结合几何形状的性质证明勾股定理的成立。
勾股定理的证明方法勾股定理的证明方法第一篇:勾股定理的证明方法勾股定理的证明方法绪论勾股定理是世界上应用最广泛,历史最悠久,研究最深入的定理之一,是数学、几何中的重要且基本的工具。
而数千年来,许多民族、许多个人对于这个定理之证明数不胜数,达三百余种。
可见,勾股定理是人类利用代数思想、数学思想解决几何问题、生活实际问题的共同智慧之结晶,也是公理化证明体系的开端。
第一节勾股定理的基本内容文字表述:在任何一个的直角三角形中,两条直角边的长度的平方和等于斜边长度的平方。
数学表达:如果直角三角形的两直角边长分别为a,b,斜边长为,那么a^2+b^2=^2 事实上,它是余弦定理之一种特殊形式。
第二节勾股定理的证明1欧洲在欧洲,相传最早证明勾股定理的是毕达哥拉斯,故在欧洲该定理得名毕达哥拉斯定理;又因毕达哥拉斯在证毕此定理后宰杀一百头牛庆祝,故亦称百牛定理。
欧洲最早记载这一定理之书籍,属欧几里得《几何原本》。
毕达哥拉斯的证明方法(相传):一说采用拼图法,一说采用定理法。
做8个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a、b,斜边长为,再做三个边长分别为a、b、的正方形,把它们像左图那样拼成两个正方形。
从图上可以看到,这两个正方形的边长都是a + b,所以面积相等。
a2+b2+4×12ab = 2+4×12ab ,整理即可得到。
定理法就是几何原本当中的证法:设△ab为一直角三角形,其中a为直角。
从a点划一直线至对边,使其垂直于对边上的正方形。
此线把对边上的正方形一分为二,其面积分别与其余两个正方形相等。
在正式的证明中,我们需要四个辅助定理如下:如果两个三角形有两组对应边和这两组边所夹的角相等,则两三角形全等。
(sas定理)三角形面积是任一同底同高之平行四边形面积的一半。
任意一个正方形的面积等于其二边长的乘积。
任意一个四方形的面积等于其二边长的乘积(据辅助定理3)。
证明的概念为:把上方的两个正方形转换成两个同等面积的平行四边形,再旋转并转换成下方的两个同等面积的长方形。
ab c ab b a 214214222⨯+=⨯++【证法1】(课本的证明)做8个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a 、b ,斜边长为c ,再做三个边长分别为a 、b 、c 的正方形,把它们像上图那样拼成两个正方形.从图上可以看到,这两个正方形的边长都是a + b ,所以面积相等. 即 整理得 222c b a =+.【证法2】(邹元治证明)以a 、b 为直角边,以c 为斜边做四个全等的直角三角形,则每个直角三角形的面积等于ab 21. 把这四个直角三角形拼成如图所示形状,使A 、E 、B 三点在一条直线上,B 、F 、C 三点在一条直线上,C 、G 、D 三点在一条直线上.∵ Rt ΔHAE ≌ Rt ΔEBF,∴ ∠AHE = ∠BEF .∵ ∠AEH + ∠AHE = 90º,∴ ∠AEH + ∠BEF = 90º. ∴ ∠HEF = 180º―90º= 90º.∴ 四边形EFGH 是一个边长为c 的正方形. 它的面积等于c 2.∵ Rt ΔGDH ≌ Rt ΔHAE, ∴ ∠HGD = ∠EHA .∵ ∠HGD + ∠GHD = 90º,∴ ∠EHA + ∠GHD = 90º.又∵ ∠GHE = 90º,∴ ∠DHA = 90º+ 90º= 180º.∴ ABCD 是一个边长为a + b 的正方形,它的面积等于()2b a +.∴ ()22214c ab b a +⨯=+. ∴ 222c b a =+.【证法3】(赵爽证明) 以a 、b 为直角边(b>a ), 以c 为斜 边作四个全等的直角三角形,则每个直角三角形的面积等于ab21. 把这四个直角三角形拼成如图所示形状.∵ Rt ΔDAH ≌ Rt ΔABE, ∴ ∠HDA = ∠EAB .∵ ∠HAD + ∠HAD = 90º, ∴ ∠EAB + ∠HAD = 90º,∴ ABCD 是一个边长为c 的正方形,它的面积等于c 2. ∵ EF = FG =GH =HE = b ―a , ∠HEF = 90º.∴ EFGH 是一个边长为b ―a 的正方形,它的面积等于()2a b -.∴ ()22214c a b ab =-+⨯.∴ 222c b a =+.【证法4】(1876年美国总统Garfield 证明)以a 、b 为直角边,以c 为斜边作两个全等的直角三角形,则每个直角三角形的面积等于ab 21. 把这两个直角三角形拼成如图所示形状,使A 、E 、B 三点在一条直线上.∵ Rt ΔEAD ≌ Rt ΔCBE, ∴ ∠ADE = ∠BEC .∵ ∠AED + ∠ADE = 90º, ∴ ∠AED + ∠BEC = 90º. ∴ ∠DEC = 180º―90º= 90º.∴ ΔDEC 是一个等腰直角三角形,它的面积等于221c .又∵ ∠DAE = 90º, ∠EBC = 90º,∴ AD ∥BC .∴ ABCD 是一个直角梯形,它的面积等于()221b a +.∴ ()222121221c ab b a +⨯=+. ∴ 222c b a =+.【证法5】(梅文鼎证明) 做四个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a 、b ,斜边长为c . 把它们拼成如图那样的一个多边形,使D 、E 、F 在一条直线上. 过C 作AC 的延长线交DF 于点P .∵ D 、E 、F 在一条直线上, 且Rt ΔGEF ≌ Rt ΔEBD, ∴ ∠EGF = ∠BED ,∵ ∠EGF + ∠GEF = 90°,∴ ∠BED + ∠GEF = 90°,∴ ∠BEG =180º―90º= 90º. 又∵ AB = BE = EG = GA = c , ∴ ABEG 是一个边长为c 的正方形. ∴ ∠ABC + ∠CBE = 90º.∵ Rt ΔABC ≌ Rt ΔEBD, ∴ ∠ABC = ∠EBD . ∴ ∠EBD + ∠CBE = 90º. 即 ∠CBD= 90º. 又∵ ∠BDE = 90º,∠BCP = 90º,BC = BD = a . ∴ BDPC 是一个边长为a 的正方形. 同理,HPFG 是一个边长为b 的正方形. 设多边形GHCBE 的面积为S ,则,21222ab S b a ⨯+=+ abS c 2122⨯+=,∴ 222c b a =+.【证法6】(项明达证明)做两个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a 、b (b>a ) ,斜边长为c . 再做一个边长为c 的正方形. 把它们拼成如图所示的多边形,使E 、A 、C 三点在一条直线上.过点Q 作QP ∥BC ,交AC 于点P . 过点B 作BM ⊥PQ ,垂足为M ;再过点 F 作FN ⊥PQ ,垂足为N .∵ ∠BCA = 90º,QP ∥BC , ∴ ∠MPC = 90º, ∵ BM ⊥PQ ,∴ ∠BMP = 90º,∴ BCPM 是一个矩形,即∠MBC = 90º. ∵ ∠QBM + ∠MBA = ∠QBA = 90º, ∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90º, ∴ ∠QBM = ∠ABC ,又∵ ∠BMP = 90º,∠BCA = 90º,BQ = BA = c , ∴ Rt ΔBMQ ≌ Rt ΔBCA .同理可证Rt ΔQNF ≌ Rt ΔAEF . 从而将问题转化为【证法4】(梅文鼎证明). 【证法7】(欧几里得证明)做三个边长分别为a 、b 、c 的正方形,把它们拼成如图所示形状,使H 、C 、B 三点在一条直线上,连结 BF 、CD . 过C 作CL ⊥DE ,交AB 于点M ,交DE 于点 L .∵ AF = AC ,AB = AD , ∠FAB = ∠GAD , ∴ ΔFAB ≌ ΔGAD ,∵ ΔFAB 的面积等于221a,ΔGAD 的面积等于矩形ADLM 的面积的一半,∴ 矩形ADLM 的面积 =2a .同理可证,矩形MLEB 的面积 =2b .∵ 正方形ADEB 的面积= 矩形ADLM 的面积 + 矩形MLEB∴ 222b ac += ,即 222c b a =+【证法8】(利用相似三角形性质证明)如图,在Rt ΔABC 中,设直角边AC 、BC 的长度分别为a 、b ,斜边AB 的长为c ,过点C 作CD ⊥AB ,垂足是D .在ΔADC 和ΔACB 中,∵ ∠ADC = ∠ACB = 90º, ∠CAD = ∠BAC , ∴ ΔADC ∽ ΔACB . AD ∶AC = AC ∶AB ,即 AB AD AC •=2.同理可证,ΔCDB ∽ ΔACB ,从而有 AB BD BC •=2.∴ ()222AB AB DB AD BC AC =•+=+,即 222c b a =+.【证法9】(杨作玫证明)做两个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a 、b (b>a ),斜边长为c . 再做一个边长为c 的正方形. 把它们拼成如图所示的多边形. 过A 作AF ⊥AC ,AF 交GT 于F ,AF 交DT 于R . 过B 作BP ⊥AF ,垂足为P . 过D 作DE 与CB 的延长线垂直,垂足为E ,DE 交AF 于H .∵ ∠BAD = 90º,∠PAC = 90º, ∴ ∠DAH = ∠BAC . 又∵ ∠DHA = 90º,∠BCA = 90º,AD = AB = c , ∴ Rt ΔDHA ≌ Rt ΔBCA . ∴ DH = BC = a ,AH = AC = b .由作法可知, PBCA 是一个矩形, 所以 Rt ΔAPB ≌ Rt ΔBCA . 即PB = CA = b ,AP= a ,从而PH = b ―a .∵ Rt ΔDGT ≌ Rt ΔBCA , Rt ΔDHA ≌ Rt ΔBCA . ∴ Rt ΔDGT ≌ Rt ΔDHA .∴ DH = DG = a ,∠GDT = ∠HDA . 又∵ ∠DGT = 90º,∠DHF = 90º,∠GDH = ∠GDT + ∠TDH = ∠HDA+ ∠TDH = 90º, ∴ DGFH 是一个边长为a 的正方形.∴ GF = FH = a . TF ⊥AF ,TF = GT ―GF = b ―a .∴ TFPB 是一个直角梯形,上底TF=b ―a ,下底BP= b ,高FP=a +(b ―a ). 用数字表示面积的编号(如图),则以c 为边长的正方形的面积为543212S S S S S c ++++= ①∵()[]()[]a b a a b b S S S -+•-+=++21438 =ab b 212-, 985S S S +=,∴ 824321S ab b S S --=+=812SS b -- . ② 把②代入①,得98812212S S S S b S S c ++--++==922S S b ++ = 22a b +. ∴ 222c b a =+.【证法10】(李锐证明)设直角三角形两直角边的长分别为a 、b (b>a ),斜边的长为c . 做三个边长分别为a 、b 、c 的正方形,把它们拼成如图所示形状,使A 、E 、G 三点在一条直线上. 用数字表示面积的编号(如图).∵ ∠TBE = ∠ABH = 90º, ∴ ∠TBH = ∠ABE .又∵ ∠BTH = ∠BEA = 90º, BT = BE = b ,∴ Rt ΔHBT ≌ Rt ΔABE . ∴ HT = AE = a .∴ GH = GT ―HT = b ―a .又∵ ∠GHF + ∠BHT = 90º,∠DBC + ∠BHT = ∠TBH + ∠BHT = 90º, ∴ ∠GHF = ∠DBC .∵ DB = EB ―ED = b ―a , ∠HGF = ∠BDC = 90º, ∴ Rt ΔHGF ≌ Rt ΔBDC . 即 27SS =. 过Q 作QM ⊥AG ,垂足是M . 由∠BAQ = ∠BEA = 90º,可知 ∠ABE = ∠QAM ,而AB = AQ = c ,所以Rt ΔABE ≌ Rt ΔQAM . 又Rt ΔHBT ≌Rt ΔABE . 所以Rt ΔHBT ≌ Rt ΔQAM . 即 58SS =. 由Rt ΔABE ≌ Rt ΔQAM ,又得QM = AE = a ,∠AQM = ∠BAE .∵ ∠AQM + ∠FQM = 90º,∠BAE + ∠CAR = 90º,∠AQM = ∠BAE , ∴ ∠FQM = ∠CAR .又∵ ∠QMF = ∠ARC = 90º,QM = AR = a ,∴ Rt ΔQMF ≌ Rt ΔARC . 即64S S =.∵ 543212S S S S S c ++++=,612S S a +=,8732S S S b ++=,又∵27S S =,58S S =,64S S =,∴8736122S S S S S b a ++++=+ =52341S S S S S ++++=2c ,即 222c b a =+.【证法11】(利用切割线定理证明)在Rt ΔABC 中,设直角边BC = a ,AC = b ,斜边AB = c . 如图,以B 为圆心a 为半径作圆,交AB 及AB 的延长线分别于D 、E ,则BD = BE = BC = a . 因为∠BCA = 90º,点C 在⊙B 上,所以AC 是⊙B 的切线. 由切割线定理,得AD AE AC •=2=()()BD AB BE AB -+=()()a c a c -+= 22a c -, 即222a c b -=,∴ 222c b a =+.【证法12】(利用多列米定理证明)在Rt ΔABC 中,设直角边BC = a ,AC = bAD ∥CB ,过点B 作BD ∥CA ,则ACBD 为矩形,矩形ACBD 内接于一个圆. 根据多列米定理,圆内接四边形对角线的乘积等于两对边乘积之和,有BD AC BC ADDC AB •+•=•,∵ AB = DC = c ,AD = BC = a , AC = BD = b ,∴ 222ACBC AB +=,即 222b a c +=,∴ 222c b a =+.【证法13】(作直角三角形的内切圆证明)在Rt ΔABC 中,设直角边BC = a ,AC = b ,斜边AB = c . 作Rt ΔABC 的内切圆⊙O ,切点分别为D 、E 、F (如图),设⊙O 的半径为r .∵ AE = AF ,BF = BD ,CD = CE ,∴ ()()()BF AF CD BD CE AE AB BC AC +-+++=-+= CD CE += r + r = 2r,即 r c b a 2=-+, ∴ c r b a +=+2. ∴ ()()222c r b a +=+,即 ()222242c rc r ab b a ++=++,∵ ab S ABC 21=∆,∴ABC S ab ∆=42, 又∵AOC BOCAOB ABC S S S S ∆∆∆∆++= = br ar cr 212121++ = ()r c b a ++21= ()r c c r ++221= rc r +2,∴()ABC S rc r ∆=+442,∴()ab rc r 242=+, ∴ 22222c ab ab b a +=++, ∴ 222c b a =+. 【证法14】(利用反证法证明)如图,在Rt ΔABC 中,设直角边AC 、BC 的长度分别为a 、b ,斜边AB 的长为c ,过点C 作CD ⊥AB ,垂足是D .假设222c b a ≠+,即假设 222AB BC AC ≠+,则由AB AB AB •=2=()BD AD AB +=BD AB AD AB •+• 可知 AD AB AC •≠2,或者 BD AB BC •≠2. 即 AD :AC ≠AC :AB ,或者 BD :BC ≠BC :AB .在ΔADC 和ΔACB 中, ∵ ∠A = ∠A ,∴ 若 AD :AC ≠AC :AB ,则 ∠ADC ≠∠ACB . 在ΔCDB 和ΔACB 中, ∵ ∠B = ∠B ,∴ 若BD :BC ≠BC :AB ,则 ∠CDB ≠∠ACB . 又∵ ∠ACB = 90º,∴ ∠ADC ≠90º,∠CDB ≠90º.这与作法CD ⊥AB 矛盾. 所以,222AB BC AC ≠+的假设不能成立.∴ 222c b a =+.【证法15】(辛卜松证明)设直角三角形两直角边的长分别为a 、b ,斜边的长为c . 作边长是a+b 的正方形ABCD . 把正方形ABCD 划分成上方左图所示的几个部分,则正方形ABCD 的面积为()ab b a b a 2222++=+;把正方形ABCD 划分成上方右图所示的几个部分,则正方形ABCD 的面积为 ()22214c ab b a +⨯=+ =22c ab +.∴ 22222c ab ab b a +=++,∴ 222c b a =+.【证法16】(陈杰证明)设直角三角形两直角边的长分别为a 、b (b>a ),斜边的长为c . 做两个边长分别为a 、b 的正方形(b>a ),把它们拼成如图所示形状,使E 、H 、M 三点在一条直线上. 用数字表示面积的编号(如图).在EH = b 上截取ED = a ,连结DA 、DC ,则 AD = c .∵ EM = EH + HM = b + a , ED = a , ∴ DM = EM ―ED = ()a b +―a = b . 又∵ ∠CMD = 90º,CM = a ,∠AED = 90º, AE = b , ∴ Rt ΔAED ≌ Rt ΔDMC .∴ ∠EAD = ∠MDC ,DC = AD = c .D D∵ ∠ADE + ∠ADC+ ∠MDC =180º,∠ADE + ∠MDC = ∠ADE + ∠EAD = 90º, ∴ ∠ADC = 90º.∴ 作AB ∥DC ,CB ∥DA ,则ABCD 是一个边长为c 的正方形. ∵ ∠BAF + ∠FAD = ∠DAE + ∠FAD = 90º, ∴ ∠BAF=∠DAE .连结FB ,在ΔABF 和ΔADE 中,∵ AB =AD = c ,AE = AF = b ,∠BAF=∠DAE , ∴ ΔABF ≌ ΔADE .∴ ∠AFB = ∠AED = 90º,BF = DE = a . ∴ 点B 、F 、G 、H 在一条直线上. 在Rt ΔABF 和Rt ΔBCG 中,∵ AB = BC = c ,BF = CG = a , ∴ Rt ΔABF ≌ Rt ΔBCG .∵ 54322S S S S c +++=, 6212S S S b ++=,732S S a +=,76451S S S S S +===,∴6217322S S S S S b a ++++=+ =()76132S S S S S ++++ =5432S S S S +++=2c∴ 222c b a =+.勾股定理在实际生活中的应用勾股定理是几何中几个最重要的定理之一,它揭示了一个直角三角形三边之间的数量关系,是我们在直角三角形中解决边长计算问题的重要理论依据,同时勾股定理在我们实际生活中应用也很广泛。
关于勾股定理的故事勾股定理是数学中一个非常重要的定理,它是指直角三角形中,直角边的平方和等于斜边的平方。
这个定理的发现与勾股定理的故事有着密切的关系。
据说,公元前6世纪,古希腊有一位名叫毕达哥拉斯的数学家,他和他的学生们在尼科斯岛上建立了一个数学学派。
毕达哥拉斯是一个非常聪明的数学家,他对数学问题有着敏锐的洞察力。
有一天,毕达哥拉斯和他的学生们在研究直角三角形时,发现了一个有趣的现象,直角三角形的两条直角边的平方和等于斜边的平方。
毕达哥拉斯对这个现象产生了浓厚的兴趣,他开始思考这个问题,试图找到一个证明这个现象的方法。
经过长时间的思考和研究,毕达哥拉斯终于找到了一个简洁而且严密的证明方法,这就是著名的勾股定理。
据说,毕达哥拉斯为了庆祝自己的发现,当时是兴奋得忘记了自己的名字,他在发现勾股定理的那一刻,高兴地大喊,“我发现了!我发现了!”于是,人们就把这个定理命名为“勾股定理”。
勾股定理的发现,不仅仅是一个数学问题的解决,更是对数学世界的一次重大贡献。
这个定理的发现,为后人在研究数学问题时提供了一个重要的思路和方法,也为后人在实际生活中应用数学知识提供了重要的理论基础。
勾股定理的故事告诉我们,数学的发现往往源于生活,而生活又常常需要数学来解决问题。
数学是一门理性的学科,但它又不乏浪漫和趣味。
勾股定理的故事,就像一部美妙的数学童话,它让我们感受到了数学的神奇和美妙。
在当今社会,勾股定理已经成为了中学数学课程中的重要内容,它被广泛地运用在各个领域。
无论是在建筑工程、航天科技还是日常生活中,勾股定理都发挥着重要的作用。
正是因为有了勾股定理,我们才能够更好地理解和应用数学知识,解决实际生活中的问题。
总之,勾股定理的故事告诉我们,数学是一门充满魅力和趣味的学科,它不仅仅是一堆枯燥的数字和公式,更是一种思维方式和解决问题的工具。
勾股定理的发现,不仅仅是一个数学问题的解决,更是一次对数学世界的探索和发现,它为我们揭开了数学的神秘面纱,让我们更加深入地理解了数学的魅力和美妙。
证明勾股定理的方法
首先,我们可以通过几何方法来证明勾股定理。
假设有一个直角三角形,三角形的两条直角边分别为a和b,斜边为c。
我们可以将这个三角形的两条直角边分别沿着斜边c的两侧旋转90度,形成一个正方形和一个矩形。
这样我们可以得到正方形的面积为
a^2+b^2,矩形的面积为c^2。
由于正方形和矩形的面积相等,所以得到了勾股定理的结论,a^2+b^2=c^2。
其次,我们可以通过代数方法来证明勾股定理。
假设有一个直角三角形,三角形的两条直角边分别为a和b,斜边为c。
我们可以利用勾股定理中的a^2+b^2=c^2,将a和b的平方代入,然后进行计算,最终得到c的平方等于a的平方加上b的平方,即得到了勾股定理的结论。
另外,我们还可以通过数学归纳法来证明勾股定理。
首先,我们可以证明当直角三角形的两条直角边分别为1和1时,斜边的长度为根号2。
然后,我们假设当直角三角形的两条直角边分别为n 和n时,斜边的长度为根号(n^2+n^2),即根号2n^2。
接着,我们可以证明当直角三角形的两条直角边分别为(n+1)和(n+1)时,斜边的长度为根号((n+1)^2+(n+1)^2),即根号(2n^2+2n+1)。
通过数学
归纳法,我们可以得到勾股定理的结论。
综上所述,我们可以通过几何方法、代数方法和数学归纳法来证明勾股定理。
这些方法各有特点,但都可以有效地证明勾股定理的正确性。
在实际应用中,我们可以根据具体的问题选择合适的方法来证明勾股定理,从而更好地理解和应用这一重要的数学定理。
中国古代数学家们对于勾股定理的发现和证明示例文章篇一:《中国古代数学家与勾股定理》嘿,你知道勾股定理吗?这可真是个超级神奇的东西呢!在咱们中国古代啊,就有好多厉害的数学家发现并证明了这个定理。
我先给你讲个故事吧。
在很久很久以前,有个叫商高的人。
他可聪明啦,就像一颗闪闪发光的星星在古代数学的天空中。
那时候的人们盖房子啊,做木工活呀,都需要用到一些数学知识。
商高呢,就开始研究直角三角形。
他发现啊,直角三角形的三条边之间有一个特别奇妙的关系。
他说:“勾三股四弦五。
”啥叫勾三股四弦五呢?就是说呀,假如一个直角三角形的两条直角边,一条边长是3,另一条边长是4,那斜边的长度就一定是5呢。
这就像是魔法一样,不管你在哪里画这样的直角三角形,这个关系总是对的。
你看,这是不是很神奇?就像你知道了一个小秘密,这个小秘密能让你在很多事情上变得很厉害。
你可能会想,这只是这一组数字呀,其他的直角三角形也这样吗?这就是勾股定理的神奇之处啦,它可不止适用于这一组数字哦。
再后来呀,又出现了一个了不起的数学家叫赵爽。
他呀,对勾股定理的证明可真是独树一帜。
赵爽画了一个大正方形,然后在这个大正方形里面又画了四个一样的直角三角形。
这四个直角三角形的位置就像是在玩一个特别有秩序的游戏。
他是怎么证明的呢?他把这些图形摆弄来摆弄去,就像玩拼图一样。
他发现,这个大正方形的面积可以用两种方法来计算。
一种是直接用边长的平方,另一种呢,是把四个直角三角形的面积和中间小正方形的面积加起来。
最后啊,通过这个计算,就能够证明勾股定理啦。
这就好比你有两个不同的口袋,你发现不管从哪个口袋里数东西,最后得到的总数都是一样的。
赵爽的这个证明方法,就像是给勾股定理盖了一座特别坚固的房子,让这个定理稳稳地站在那里,让所有人都能看到它的正确性。
还有一个数学家刘徽呢。
他也对勾股定理有深入的研究。
刘徽的想法就像是一股清泉,给勾股定理的研究带来了新的活力。
他用割补法来证明勾股定理。
勾股定理的三种不同证明方法勾股定理是几何学中的明珠,所以它充满魅力,千百年来,人们对它的证明趋之若鹜,其中有著名的数学家,也有业余数学爱好者,有普通的老百姓,也有尊贵的政要权贵,甚至有国家总统。
也许是因为勾股定理既重要又简单,更容易吸引人,才使它成百次地反复被人炒作,反复被人论证。
1940年出版过一本名为《毕达哥拉斯命题》的勾股定理的证明专辑,其中收集了367种不同的证明方法。
实际上还不止于此,有资料表明,关于勾股定理的证明方法已有500余种,仅我国清末数学家华蘅芳就提供了二十多种精彩的证法。
这是任何定理无法比拟的。
在这数百种证明方法中,有的十分精彩,有的十分简洁,有的因为证明者身份的特殊而非常著名。
首先介绍勾股定理的两个最为精彩的证明,据说分别来源于中国和希腊。
1.中国方法画两个边长为(a+b)的正方形,如图,其中a、b为直角边,c为斜边。
这两个正方形全等,故面积相等。
左图与右图各有四个与原直角三角形全等的三角形,左右四个三角形面积之和必相等。
从左右两图中都把四个三角形去掉,图形剩下部分的面积必相等。
左图剩下两个正方形,分别以a、b为边。
右图剩下以c为边的正方形。
于是a2+b2=c2。
这就是我们几何教科书中所介绍的方法。
既直观又简单,任何人都看得懂。
2.希腊方法直接在直角三角形三边上画正方形,如图。
容易看出,△ABA’≌△AA’’ C。
过C向A’’B’’引垂线,交AB于C’,交A’’B’’于C’’。
△ABA’与正方形ACDA’同底等高,前者面积为后者面积的一半,△AA’’C与矩形AA’’C’’C’同底等高,前者的面积也是后者的一半。
由△ABA’≌△AA’’C,知正方形ACDA’的面积等于矩形AA’’C’’C’的面积。
同理可得正方形BB’EC的面积等于矩形B’’BC’C’’的面积。
于是,S正方形AA’’B’’B=S正方形ACDA’+S正方形BB’EC,即 a2+b2=c2。
至于三角形面积是同底等高的矩形面积之半,则可用割补法得到(请读者自己证明)。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------勾股定理通俗讲义勾股定理通俗讲义目录勾股定理《周髀算经》简介伽菲尔德证明勾股定理的故事勾股定理各具特色的证明方法勾股定理在初二我们将初步学习勾股定理. 勾股定理又叫商高定理、毕氏定理,或称毕达哥拉斯定理(Pythagoras Theorem).在一个直角三角形中,斜边边长的平方等于两条直角边边长平方之和。
如果直角三角形两直角边分别为 a 、b ,斜边为 c ,那么 a 的平方+b 的平方=c 的平方; ,即 *+b到毕达哥拉斯定理。
我们知道他们有拉绳人(测量员),但所传他们在绳上打结,把全长分成长度为 3、4、5 的三段,然后用来形成直角三角形之说,则从未在任何文件上得证实。
不过,考古学家们发现了几块大约完成于公元前 2019 年左右的古巴比伦的泥板书,据专家们考证,其中一块上面刻有如下问题:一根长度为 30 个单位的棍子直立在墙上,当其上端滑下 6 个单位时,请问其下端离开墙角有多远?这是一个三边为为 3:4:5 三角形的特殊例子;专家们还发现,在另一块泥板上面刻着一个奇特的数表,表中共刻有四列十五行数字,这是一个勾股数表:最右边一列为从 1 到 15 的序号,而左边三列则分别是股、勾、弦的数值,一共记载着 15 组勾股数。
这说明,勾股定理实际上早已进入了人类知识的宝库。
1 / 12勾股定理是几何学中的明珠,它充满魅力,千百年来,人们对它的证明趋之若鹜,其中有著名的数学家、画家,也有业余数学爱好者,有普通的老百姓,也有尊贵的政要权贵,甚至有国家总统。
也许是因为勾股定理既重要又简单又实用,更容易吸引人,才使它成百次地反复被人炒作,反复被人论证。
1940 年出版过一本名为《毕达哥拉斯命题》的勾股定理的证明专辑,其中收集了 367 种不同的证明方法。
勾股定理的九种证明方法附图This manuscript was revised on November 2& 2020勾股定理的证明方法一、传说中毕达哥拉斯的证法(图1)左边的正方形是山1个边长为。
的正方形和1个边长为心的正方形以及4个直角边分别为么、X斜边为匕的直角三角形拼成的。
右边的正方形是山1个边长为c的正方形和4个直角边分别为么、“,斜边为亡的直角三角形拼成的。
因为这两个正方形的面积a2 +沪+4 X—= c2 + 4x—相等(边长都是負+巧,所以可以列出等式 2 2 ,化简得O二、美国第20任总统茄菲尔德的证法(图3)这个直角梯形是山2个直角边分别为文、* 斜边为Q的直角三角形和1个直角边为的等腰直角三角形拼成的。
因为3个直角三角形的面积之和等于梯形的面积,所以可三、相似三角形的证法:4.相似三角形的方法:在学习了相似三角形以后,我们知道在直角三角形中,斜边上的高把这个直角三角形所分成的两个三直角角形与原三角形相似。
如图,RtAABC中,ZACB二90°。
作CD丄AB,垂足为D。
贝ijABCD^ABAC, ACAD^ABAColllABCD^ABAC 可得BC‘二BDXBA,①由△CADsABAC 可得AC:=ADXABo ②我们发现,把①、②两式相加可得BC'+AC'二AB (AD+BD),而AD+BD二AB,因此有BC'+AdAB',这就是&+b-二c~。
这也是一种证明勾股定理的方法,而且也很简洁。
它利用了相似三角形的知识。
四、古人的证法:如图,将图中的四个直角三角形涂上深红色,把中间小正方形涂上白色,,以弦为边的正方形称为弦实,然后经过拼补搭配,“令出入相补,各从其类”,他肯定了勾股弦三者的关系是符合勾股定理的。
即“勾股各自乘,并之为弦实,开方除之,即弦也”。
赵爽对勾股定理的证明,显示了我国数学家高超的证题思想,较为简明、直观。