勾股定理的證明:在這數百種證明方法中,有的十分精彩,有的十分簡(jiǎn)潔,有的因為證明者身份的特殊而非常著(zhù)名。
首先介紹勾股定理的兩個(gè)最為精彩的證明,據說(shuō)分別來(lái)源于中國和希臘。 1.中國方法:畫(huà)兩個(gè)邊長(cháng)為(a+b)的正方形,如圖,其中a、b為直角邊,c為斜邊。
這兩個(gè)正方形全等,故面積相等。 左圖與右圖各有四個(gè)與原直角三角形全等的三角形,左右四個(gè)三角形面積之和必相等。
從左右兩圖中都把四個(gè)三角形去掉,圖形剩下部分的面積必相等。左圖剩下兩個(gè)正方形,分別以a、b為邊。
右圖剩下以c為邊的正方形。于是 a^2+b^2=c^2。
這就是我們幾何教科書(shū)中所介紹的方法。既直觀(guān)又簡(jiǎn)單,任何人都看得懂。
2.希臘方法:直接在直角三角形三邊上畫(huà)正方形,如圖。 容易看出, △ABA' ≌△AA'C 。
過(guò)C向A''B''引垂線(xiàn),交AB于C',交A''B''于C''。 △ABA'與正方形ACDA'同底等高,前者面積為后者面積的一半,△AA''C與矩形AA''C''C'同底等高,前者的面積也是后者的一半。
由△ABA'≌△AA''C,知正方形ACDA'的面積等于矩形AA''C''C'的面積。同理可得正方形BB'EC的面積等于矩形B''BC'C''的面積。
于是, S正方形AA''B''B=S正方形ACDA'+S正方形BB'EC, 即 a2+b2=c2。 至于三角形面積是同底等高的矩形面積之半,則可用割補法得到(請讀者自己證明)。
這里只用到簡(jiǎn)單的面積關(guān)系,不涉及三角形和矩形的面積公式。 這就是希臘古代數學(xué)家歐幾里得在其《幾何原本》中的證法。
以上兩個(gè)證明方法之所以精彩,是它們所用到的定理少,都只用到面積的兩個(gè)基本觀(guān)念: ⑴ 全等形的面積相等; ⑵ 一個(gè)圖形分割成幾部分,各部分面積之和等于原圖形的面積。 這是完全可以接受的樸素觀(guān)念,任何人都能理解。
我國歷代數學(xué)家關(guān)于勾股定理的論證方法有多種,為勾股定理作的圖注也不少,其中較早的是趙爽(即趙君卿)在他附于《周髀算經(jīng)》之中的論文《勾股圓方圖注》中的證明。采用的是割補法: 如圖,將圖中的四個(gè)直角三角形涂上朱色,把中間小正方形涂上黃色,叫做中黃實(shí),以弦為邊的正方形稱(chēng)為弦實(shí),然后經(jīng)過(guò)拼補搭配,“令出入相補,各從其類(lèi)”,他肯定了勾股弦三者的關(guān)系是符合勾股定理的。
即“勾股各自乘,并之為弦實(shí),開(kāi)方除之,即弦也”。 趙爽對勾股定理的證明,顯示了我國數學(xué)家高超的證題思想,較為簡(jiǎn)明、直觀(guān)。
西方也有很多學(xué)者研究了勾股定理,給出了很多證明方法,其中有文字記載的最早的證明是畢達哥拉斯給出的。據說(shuō)當他證明了勾股定理以后,欣喜若狂,殺牛百頭,以示慶賀。
故西方亦稱(chēng)勾股定理為“百牛定理”。遺憾的是,畢達哥拉斯的證明方法早已失傳,我們無(wú)從知道他的證法。
下面介紹的是美國第二十任總統伽菲爾德對勾股定理的證明。 如圖, S梯形ABCD= (a+b)2 = (a2+2ab+b2), ① 又S梯形ABCD=S△AED+S△EBC+S△CED = ab+ ba+ c2 = (2ab+c2)。
② 比較以上二式,便得 a2+b2=c2。 這一證明由于用了梯形面積公式和三角形面積公式,從而使證明相當簡(jiǎn)潔。
1876年4月1日,伽菲爾德在《新英格蘭教育日志》上發(fā)表了他對勾股定理的這一證明。5年后,伽菲爾德就任美國第二十任總統。
后來(lái),人們?yōu)榱思o念他對勾股定理直觀(guān)、簡(jiǎn)捷、易懂、明了的證明,就把這一證法稱(chēng)為勾股定理的“總統”證法,這在數學(xué)史上被傳為佳話(huà)。 在學(xué)習了相似三角形以后,我們知道在直角三角形中,斜邊上的高把這個(gè)直角三角形所分成的兩個(gè)直角三角形與原三角形相似。
如圖,Rt△ABC中,∠ACB=90°。作CD⊥BC,垂足為D。
則 △BCD∽△BAC,△CAD∽△BAC。 由△BCD∽△BAC可得BC2=BD ? BA, ① 由△CAD∽△BAC可得AC2=AD ? AB。
② 我們發(fā)現,把①、②兩式相加可得 BC2+AC2=AB(AD+BD), 而AD+BD=AB, 因此有 BC2+AC2=AB2,這就是 a2+b2=c2。 這也是一種證明勾股定理的方法,而且也很簡(jiǎn)潔。
它利用了相似三角形的知識。 在對勾股定理為數眾多的證明中,人們也會(huì )犯一些錯誤。
如有人給出了如下證明勾股定理的方法: 設△ABC中,∠C=90°,由余弦定理 c2=a2+b2-2abcosC, 因為∠C=90°,所以cosC=0。所以 a2+b2=c2。
這一證法,看來(lái)正確,而且簡(jiǎn)單,實(shí)際上卻犯了循環(huán)證論的錯誤。原因是余弦定理的證明來(lái)自勾股定理。
人們對勾股定理感興趣的原因還在于它可以作推廣。 歐幾里得在他的《幾何原本》中給出了勾股定理的推廣定理:“直角三角形斜邊上的一個(gè)直邊形,其面積為兩直角邊上兩個(gè)與之相似的直邊形面積之和”。
從上面這一定理可以推出下面的定理:“以直角三角形的三邊為直徑作圓,則以斜邊為直徑所作圓的面積等于以?xún)芍苯沁厼橹睆剿鲀蓤A的面積和”。 勾股定理還可以推廣到空間:以直角三角形的三邊為對應棱作相似多面體,則斜邊上的多面體的表面積等于直角邊上兩個(gè)多面體表面積之和。
若以直角三角形的三邊為直徑分別作球,則斜邊上的球的表面積等于兩直角邊上所作二球表面積之和。 如此等等。
另:八年級數學(xué)勾股定理的證明(介紹16種證明的方法)(數學(xué)教案) /。
魅力無(wú)比的定理證明 ——勾股定理的證明 勾股定理是幾何學(xué)中的明珠,所以它充滿(mǎn)魅力,千百年來(lái),人們對它的證明趨之若騖,其中有著(zhù)名的數學(xué)家,也有業(yè)余數學(xué)愛(ài)好者,有普通的老百姓,也有尊貴的政要權貴,甚至有國家總統。
也許是因為勾股定理既重要又簡(jiǎn)單,更容易吸引人,才使它成百次地反復被人炒作,反復被人論證。1940年出版過(guò)一本名為《畢達哥拉斯命題》的勾股定理的證明專(zhuān)輯,其中收集了367種不同的證明方法。
實(shí)際上還不止于此,有資料表明,關(guān)于勾股定理的證明方法已有500余種,僅我國清末數學(xué)家華蘅芳就提供了二十多種精彩的證法。這是任何定理無(wú)法比擬的。
在這數百種證明方法中,有的十分精彩,有的十分簡(jiǎn)潔,有的因為證明者身份的特殊而非常著(zhù)名。首先介紹勾股定理的兩個(gè)最為精彩的證明,據說(shuō)分別來(lái)源于中國和希臘。
1.中國方法 畫(huà)兩個(gè)邊長(cháng)為(a+b)的正方形,如圖,其中a、b為直角邊,c為斜邊。這兩個(gè)正方形全等,故面積相等。
左圖與右圖各有四個(gè)與原直角三角形全等的三角形,左右四個(gè)三角形面積之和必相等。從左右兩圖中都把四個(gè)三角形去掉,圖形剩下部分的面積必相等。
左圖剩下兩個(gè)正方形,分別以a、b為邊。右圖剩下以c為邊的正方形。
于是 a2+b2=c2。這就是我們幾何教科書(shū)中所介紹的方法。
既直觀(guān)又簡(jiǎn)單,任何人都看得懂。2.希臘方法 直接在直角三角形三邊上畫(huà)正方形,如圖。
容易看出,△ABA' ≌△AA'' C。過(guò)C向A''B''引垂線(xiàn),交AB于C',交A''B''于C''。
△ABA'與正方形ACDA'同底等高,前者面積為后者面積的一半,△AA''C與矩形AA''C''C'同底等高,前者的面積也是后者的一半。由△ABA'≌△AA''C,知正方形ACDA'的面積等于矩形AA''C''C'的面積。
同理可得正方形BB'EC的面積等于矩形B''BC'C''的面積。于是,S正方形AA''B''B=S正方形ACDA'+S正方形BB'EC,即 a2+b2=c2。
至于三角形面積是同底等高的矩形面積之半,則可用割補法得到(請讀者自己證明)。這里只用到簡(jiǎn)單的面積關(guān)系,不涉及三角形和矩形的面積公式。
這就是希臘古代數學(xué)家歐幾里得在其《幾何原本》中的證法。以上兩個(gè)證明方法之所以精彩,是它們所用到的定理少,都只用到面積的兩個(gè)基本觀(guān)念:⑴ 全等形的面積相等; ⑵ 一個(gè)圖形分割成幾部分,各部分面積之和等于原圖形的面積。
這是完全可以接受的樸素觀(guān)念,任何人都能理解。我國歷代數學(xué)家關(guān)于勾股定理的論證方法有多種,為勾股定理作的圖注也不少,其中較早的是趙爽(即趙君卿)在他附于《周髀算經(jīng)》之中的論文《勾股圓方圖注》中的證明。
采用的是割補法:如圖,將圖中的四個(gè)直角三角形涂上朱色,把中間小正方形涂上黃色,叫做中黃實(shí),以弦為邊的正方形稱(chēng)為弦實(shí),然后經(jīng)過(guò)拼補搭配,“令出入相補,各從其類(lèi)”,他肯定了勾股弦三者的關(guān)系是符合勾股定理的。即“勾股各自乘,并之為弦實(shí),開(kāi)方除之,即弦也”。
趙爽對勾股定理的證明,顯示了我國數學(xué)家高超的證題思想,較為簡(jiǎn)明、直觀(guān)。西方也有很多學(xué)者研究了勾股定理,給出了很多證明方法,其中有文字記載的最早的證明是畢達哥拉斯給出的。
據說(shuō)當他證明了勾股定理以后,欣喜若狂,殺牛百頭,以示慶賀。故西方亦稱(chēng)勾股定理為“百牛定理”。
遺憾的是,畢達哥拉斯的證明方法早已失傳,我們無(wú)從知道他的證法。下面介紹的是美國第二十任總統伽菲爾德對勾股定理的證明。
如圖,S梯形ABCD= (a+b)2= (a2+2ab+b2), ① 又S梯形ABCD=S△AED+S△EBC+S△CED= ab+ ba+ c2= (2ab+c2)。 ② 比較以上二式,便得 a2+b2=c2。
這一證明由于用了梯形面積公式和三角形面積公式,從而使證明相當簡(jiǎn)潔。1876年4月1日,伽菲爾德在《新英格蘭教育日志》上發(fā)表了他對勾股定理的這一證明。
5年后,伽菲爾德就任美國第二十任總統。后來(lái),人們?yōu)榱思o念他對勾股定理直觀(guān)、簡(jiǎn)捷、易懂、明了的證明,就把這一證法稱(chēng)為勾股定理的“總統”證法,這在數學(xué)史上被傳為佳話(huà)。
在學(xué)習了相似三角形以后,我們知道在直角三角形中,斜邊上的高把這個(gè)直角三角形所分成的兩個(gè)直角三角形與原三角形相似。如圖,Rt△ABC中,∠ACB=90°。
作CD⊥BC,垂足為D。則 △BCD∽△BAC,△CAD∽△BAC。
由△BCD∽△BAC可得BC2=BD ? BA, ① 由△CAD∽△BAC可得AC2=AD ? AB。 ② 我們發(fā)現,把①、②兩式相加可得 BC2+AC2=AB(AD+BD),而AD+BD=AB,因此有 BC2+AC2=AB2,這就是 a2+b2=c2。
這也是一種證明勾股定理的方法,而且也很簡(jiǎn)潔。它利用了相似三角形的知識。
在對勾股定理為數眾多的證明中,人們也會(huì )犯一些錯誤。如有人給出了如下證明勾股定理的方法:設△ABC中,∠C=90°,由余弦定理 c2=a2+b2-2abcosC,因為∠C=90°,所以cosC=0。
所以 a2+b2=c2。這一證法,看來(lái)正確,而且簡(jiǎn)單,實(shí)際上卻犯了循環(huán)證論的錯誤。
原因是余弦定理的證明來(lái)自勾股定理。人們對勾股定理感興趣的原因還在于它可以作推廣。
歐幾里得在他的《幾何原本》中給出了勾股定理的推廣定理:“直角三角形斜邊上的一個(gè)直邊形,其。
簡(jiǎn)單的勾股定理的證明方法如下:
拓展資料:
勾股定理的使用方法:
1、確保三角形是直角三角形。 勾股定理只適用于直角三角形中,所以,在應用定理之前,你需要先確定三角形是否是直角三角形,這一點(diǎn)非常重要。幸好,區分直接三角形和別的三角形的方法只有一個(gè),那就是看一個(gè)三角形中是否有一個(gè)90度的角。
2、確定變量a,b,c對應的三角形的邊。在勾股定理中,a,b表示直角三角形的兩條直角邊,而c用來(lái)表示斜邊,即直角對應的那條最長(cháng)的邊。所以,先給兩條直角邊分別標注上a,b(具體的對應關(guān)系沒(méi)有要求),而斜邊標注上c。
3、確定你所要求的邊。使用勾股定理可以求出直角三角形的任意一條邊的長(cháng)度,但前提是知道另外兩條邊的長(cháng)度。先確定哪一條邊的長(cháng)度是未知的——a,b或者c。
4、代入。將兩條已知邊的長(cháng)度帶入到公式a2 + b2 = c2中,其中a和b對應的是兩直角邊的長(cháng)度,而c代表斜邊長(cháng)度。在上面的例子中,我們知道一條直角邊和斜邊的長(cháng)度(3和5),然后將3和5代入到公式中,有32 + b2 = 2。
5、計算平方。首先,計算兩條已知邊長(cháng)度的平方值。或者,你也可以先不計算出來(lái),然后保留平方,帶到式子中直接計算平方和。在上述例子中,3和5的平方分別是9和25,所以方程可以改寫(xiě)為9 + b2 = 25。
6、將未知變量移到等號一邊。如果有必要的話(huà),運用基本的代數操作,將未知變量移動(dòng)到等號一側,而將已知變量移動(dòng)到等號的另一側。如果你要求的是斜邊長(cháng),那么就不需要再移動(dòng)變量了。在上述例子中,方程式是9 + b2 = 25。兩邊同時(shí)減去9,等式變?yōu)閎2= 16。
7、求開(kāi)方。現在等式兩邊一邊是數字,另一邊是變量,然后同時(shí)求兩邊的平方根。在上述例子中b2 = 16,兩邊同時(shí)求平方根,有b = 4。因此,未知邊的長(cháng)度就是4。
參考資料來(lái)源:搜狗百科-勾股定理
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