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勾股定理的证明方法(你所知道的证明勾股定理的

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  • 2023-09-10 20:48
  • 来源:www.renliuw.cn
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一。那些人

在我国民间,勾三股四弦五几乎就是勾股定理的代名词。说到勾股定理,不由得想到一些人和事。正所谓,暗淡了刀光剑影,远去了鼓角铮鸣,岁月带不走的,是一串串熟悉的名字。在中外历史上,商高,赵爽,刘徽,《周脾算经》,《九章算术》,毕达哥拉斯,欧几里,达芬奇等,这些名字个个与勾股定理密不可分。

西周的商高比古希腊的毕达哥拉斯早500多年发现勾股定理。赵爽,刘徽,欧几里得,达芬奇等众多数学大咖,科学牛人,以及上至美国总统(加菲尔德,第20任美国总统),下至平民百姓,他们都为勾股定理的证明作出重大贡献,发明了近500种巧妙的证法。这些证法,在人类智慧的的宝库中,至今仍熠熠生辉!


二。那些事

历史上,很多人利用拼图的方式(七巧板的雏形)证明了勾股定理,这些证明方法用代数思想解决几何问题,即数形结合的思想,也称为无字的证明。

1.邹元志证法

大正方形的面积=4个直角三角形的面积+小正方形的面积

即(a+b)^2=2ab+c^2,

化简得 a^2+b^2=c^2.


2.赵爽证法。弦图

三国时期的数学家赵爽发明了一幅“勾股圆方图”(后人称之为“弦图”),很巧妙地用拼图的方式,证明了勾股定理。

大正方形的面积=4个直角三角形的面积+小正方形的面积

即c^2=(a-b)^2+2ab,

化简得c^2= a^2+b^2.


3.刘徽证法。青朱出入图

青朱出入图。魏晋时期刘徽在其《九章算数注》中给出注解,其大意是以勾为边的正方形(朱方),以股为边的正方形(青方),以盈补亏,可以拼成以弦为边的正方形(青朱二方),即勾方+股方=弦方。

下图就是此原理的制作动图。


4.总统证法

1876年4月1日还是共和党议员的加菲尔德,在《新英格兰教育日志》上发表了他对勾股定理的一种证法。5年后伽菲尔德就任美国第二十任总统,后来,人们为了纪念他对证明勾股定理所作的贡献,把这种证法称为“总统证法”。

如上图,将上、下分别为a,b,高为(a+b)的直角梯形,分割为两个全等三角形和一个等腰直角三角形。

直角梯形的面积=2个全等三角形的面积+1个等腰直角三角形的面积

1/2(a+b)(a+b)=ab+1/2c^2,

化简得 a^2+b^2=c^2.


5.达·芬奇证法

意大利文艺复兴时期的著名画家、科学家达·芬奇发明的证法。将一块纸板如图(I)镂空,剪开(如图II)成两块,将其中一块翻转后,拼接成如图(III)。

因为图(I)与图(III)中的空白的面积相等,

所以a^2+b^2+ab=ab+c^2,

即 a^2+b^2=c^2.


6.欧几里得证法

欧几里得证法,一如欧式几何,霸气侧漏,看明白有点费劲,试试!

要看明白,分下面10步

(1)黄色正方形的面积=△ACC'的面积的2倍,

(2)△ACC'的面积=△AC'B的面积(夹在平行线BC//AC'之间,同底等高),

(3)△AC'B≌△ACM,

(4)△ACM的面积=矩形APQM面积的一半(夹在平行线BC//AC'之间,同底等高),

(5)即△ACM的面积的2倍=矩形APQM的面积,

(6)黄色正方形的面积=黄色矩形的面积,

同理,

(7)绿色正方形的面积=绿色矩形的面积,

(8)黄色矩形的面积+绿色矩形的面积=边长为c的正方形面积,

(9)黄色正方形的面积+绿色正方形的面积=边长为c的正方形面积,

(10)a^2+b^2=c^2.


7.用射影定理试一试,有戏吗

Rt△ABC中,CD是斜边AB上的高,由射影定理得

AC^2=AD·AB

BC^2=BD·AB

相加得,

AC^2+BC^2=AD·AB+BD·AB

=(AD+BD)AB

=AB·AB

=AB^2

即 AC^2+BC^2=AB^2 ,得证!


三。综述

这只是从古往近来的众多证法中,随意选取一些。如从数学的百花园中,随手采撷了几朵分享给大家,期待有更多的发现!

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