第一篇:勾股定理证法
证法
1作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。过点C作AC的延长线交DF于点P.∵ D、E、F在一条直线上,且RtΔGEF ≌ RtΔEBD,∴ ∠EGF = ∠BED,∵ ∠EGF + ∠GEF = 90°,∴ ∠BED + ∠GEF = 90°,∴ ∠BEG =180°―90°= 90°
又∵ AB = BE = EG = GA = c,∴ ABEG是一个边长为c的正方形。
∴ ∠ABC + ∠CBE = 90°
∵ RtΔABC ≌ RtΔEBD,∴ ∠ABC = ∠EBD.∴ ∠EBD + ∠CBE = 90°
即 ∠CBD= 90°
又∵ ∠BDE = 90°,∠BCP = 90°,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A2+B2=C
2证法2
作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 = 90°,QP∥BC,∴ ∠MPC = 90°,∵ BM⊥PQ,∴ ∠BMP = 90°,∴ BCPM是一个矩形,即∠MBC = 90°。
∵ ∠QBM + ∠MBA = ∠QBA = 90°,∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90°,∴ ∠QBM = ∠ABC,又∵ ∠BMP = 90°,∠BCA = 90°,BQ = BA = c,∴ RtΔBMQ ≌ RtΔBCA.同理可证RtΔQNF ≌ RtΔAEF.即A2+B2=C
2证法
3作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.再作一个边长为c的正方形。把它们拼成如图所示的多边形.分别以CF,AE为边长做正方形FCJI和AEIG,∵EF=DF-DE=b-a,EI=b,∴FI=a,∴G,I,J在同一直线上,∵CJ=CF=a,CB=CD=c,∠CJB = ∠CFD = 90°,∴RtΔCJB ≌ RtΔCFD,同理,RtΔABG ≌ RtΔADE,∴RtΔCJB ≌ RtΔCFD ≌ RtΔABG ≌ RtΔADE
∴∠ABG = ∠BCJ,∵∠BCJ +∠CBJ= 90°,∴∠ABG +∠CBJ= 90°,∵∠ABC= 90°,∴G,B,I,J在同一直线上,A2+B2=C2。
证法
4作三个边长分别为a、b、c的三角形,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
∴ 即A2+B2=C
2证法5(欧几里得的证法)
《几何原本》中的证明
在欧几里得的《几何原本》一书中提出勾股定理由以下证明后可成立。设△ABC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。
其证明如下:
设△ABC为一直角三角形,其直角为CAB。其边为BC、AB、和CA,依序绘成四方形CBDE、BAGF和ACIH。画出过点A之BD、CE的平行线。此线将分别与BC和DE直角相交于K、L。分别连接CF、AD,形成两个三角形BCF、BDA。∠CAB和∠BAG都是直角,因此C、A 和 G 都是线性对应的,同理可证B、A和H。∠CBD和∠FBA皆为直角,所以∠ABD等于∠FBC。因为 AB 和 BD 分别等于 FB 和 BC,所以△ABD 必须相等于△FBC。因为 A 与 K 和 L是线性对应的,所以四方形 BDLK 必须二倍面积于△ABD。因为C、A和G有共同线性,所以正方形BAGF必须二倍面积于△FBC。因此四边形 BDLK 必须有相同的面积 BAGF = AB²。同理可证,四边形 CKLE 必须有相同的面积 ACIH = AC2。把这两个结果相加,AB2;+ AC2;;= BD×BK +
KL×KC。由于BD=KL,BD×BK + KL×KC = BD(BK + KC)= BD×BC 由于CBDE是个正方形,因此AB2;+ AC2;= BC2。此证明是于欧几里得《几何原本》一书第1.47节所提出的证法6(欧几里德(Euclid)射影定理证法)
如图1,Rt△ABC中,∠ABC=90°,BD是斜边AC上的高
通过证明三角形相似则有射影定理如下:
(1)(BD)2;=AD·DC,(2)(AB)2;=AD·AC,(3)(BC)2;=CD·AC。
由公式(2)+(3)得:(AB)2;+(BC)2;=AD·AC+CD·AC =(AD+CD)·AC=(AC)2;,图1即(AB)2;+(BC)2;=(AC)2,这就是勾股定理的结论。图
1证法七(赵爽弦图)
在这幅“勾股圆方图”中,以弦为边长得到正方形ABDE是由4个相等的直角三角形再加上中间的那个小正方形组成的。每个直角三角形的面积为ab/2;中间懂得小正方形边长为b-a,则面积为(b-a)2。于是便可得如下的式子:4×(ab/2)+(b-a)2;=c2;
化简后便可得:a2;+b2;=c2;
亦即:c=(a2;+b2;)1/
2勾股定理的别名 勾股定理,是几何学中一颗光彩夺目的明珠,被称为“几何学的基石”,而且在高等数学和其他学科中也有着极为广泛的应用。正因为这样,世界上几个文明古国都已发现并且进行了广泛深入的研究,因此有许多名称。我国是发现和研究勾股定理最古老的国家之一。我国古代数学家称直角三角形为勾股形,较短的直角边称为勾,另一直角边称为股,斜边称为弦,所以勾股定理也称为勾股弦定理。在公元前1000多年,据记载,商高(约公元前1120年)答周公曰“故折矩,以为句广三,股修四,径隅五。既方之,外半其一矩,环而共盘,得成三四五。两矩共长二十有五,是谓积矩。”因此,勾股定理在我国又称“商高定理”。在公元前7至6世纪一中国学者陈子,曾经给出过任意直角三角形的三边关系即“以日下为勾,日高为股,勾、股各乘并开方除之得邪至日。在法国和比利时,勾股定理又叫“驴桥定理”。还有的国家称勾股定理为“平方定理”。
在陈子后一二百年,希腊的著名数学家毕达哥拉斯发现了这个定理,因此世界上许多国家都称勾股定理为“毕达哥拉斯”定理。为了庆祝这一定理的发现,毕达哥拉斯学派杀了一百头牛酬谢供奉神灵,因此这个定理又有人叫做“百牛定理”.前任美国第二十届总统伽菲尔德证明了勾股定理(1876年4月1日)。1 周髀算经,文物出版社,1980年3月,据宋代嘉定六年本影印,1-5页。
2.陈良佐: 周髀算经勾股定理的证明与出入相补原理的关系。刊於《汉学研究》,1989年第7卷第1期, 255-281页。
3.李国伟: 论「周髀算经」“商高曰数之法出于圆方”章。刊於《第二届科学史研讨会汇刊》,台湾, 1991年7月,227-234页。
4.李继闵: 商高定理辨证。刊於《自然科学史研究》,1993年第12卷第1期,29-41页。
5.曲安京: 商高、赵爽与刘徽关於勾股定理的证明。刊於《数学传播》20卷,台湾, 1996年9月第3期,20-27页
证法8(达芬奇的证法)
达芬奇的证法三张纸片其实是同一张纸,把它撕开重新拼凑之后,中间那个“洞”的面积前后仍然是一样的,但是面积的表达式却不再相同,让这两个形式不同的表达式相等,就能得出一个新的关系式——勾股定理,所有勾股定理的证明方法都有这么个共同点。观察纸片一,因为要证的事勾股定理,那么容易知道EB⊥CF,又因为纸片的两边是对称的,所以能够知道四边形ABOF和CDEO都是正方形。然后需要知道的是角A'和角D'都是直角,原因嘛,可以看纸片一,连结AD,因为对称的缘故,所以∠BAD=∠FAD=∠CDA=∠EDA=45°,那么很明显,图三中角A'和角D'都是直角。
证明:
第一张中多边形ABCDEF的面积S1=S正方形ABOF+S正方形
CDEO+2S△BCO=OF2+OE2+OF·OE
第三张中多边形A'B'C'D'E'F'的面积S2=S正方形
B'C'E'F'+2△C'D'E'=E'F'2+C'D'·D'E'
因为S1=S2
所以OF2+OE2+OF·OE=E'F'2+C'D'·D'E'
又因为C'D'=CD=OE,D'E'=AF=OF
所以OF2+OE2=E'F'2
因为E'F'=EF
所以OF2+OE2=EF2
勾股定理得证。
证法9
从这张图可以得到一个矩形和三个三角形,推导公式如下:b(a + b)= 1/2c2;+ ab + 1/2(b + a)(bb2;+ a2;= c2;
a2;+ b2;= c2;
注:根据加菲尔德图进一步得到的图形。
第二篇:关于勾股定理几种简单证法
关于勾股定理几种简单证法
摘要:勾股定理是一个基本的几何定理,即在任何一个直角三角形中,两直角边长的平方和一定等于斜边长的平方,它是用代数思想解决几何问题的最重要的工具之一,熟悉掌握它的基本原理以及简单的一些证明,能够在实际问题中的到广泛应用,对一些实际问题能起到简化明了处理,当然它的证明有很多种,就当前我们所学的知识水平,结合实际中的应用,简单介绍几种证明。
关键词:勾股定理原理工具证明
证法一:相似三角形及射影知识证明
如图:在Rt△ABC中,∠ACB=90°
作CD⊥AB,垂足为D,∵△BCD ∽ △BAC
可得 BC2BDBA①
B
∵△CAD ∽ △ABC
可得 AC2ADAB②
容易得出① + ②可得:
BC2AC2AB(ADBD)222BCACAB ADBDAB
即a2b2c
2这种方法应用了相似三角形的方法,在直角三角形中,斜边上的高把这个直角三角形分成两个三直角角形与原三角形相似,从而得到一系列比例关系,再通过代换运算很简洁的就可以证明勾股定理了。
证法二:
如图:有两个全等的边长分别为 a b c 的直角三角形Rt△ABC 和 Rt△BDE,连结AE,构成直角梯形ABCD,则梯形面积如图所示
1∵SABCDADDECD 2
111ACBCBDDEABBE
222
则有SABCD
ab
ab
111abcc 222
b
化简整理得到三角形三边关系为:
abc
这一证明采用了构造法,将三角形组填补成梯形,利用面积相等关系简洁的证的定理。
证法三:
222
CD
如图:做四个全等的直角三角形,直角边分别为
a b,斜边长为c,且组合成如图所示的图形,使得D、E、F三点在一条直线上,过C作AC的延长线交DF于P ∵D、E、F三点在一条直线上,且Rt△GEF ≌ Rt△EBD ∴∠1=∠3① ∵∠1+∠2=90°②
由①②得 ∠2+∠3=90°
∴∠BEG=180°-90°=90°
又AB=BE=EG=GA=c
∴ABEG是边长为 c的正方形
∠4+∠5=90°③ 又Rt△ABC ≌ Rt△EBD ∴∠4=∠6④
由③④得 ∠6+∠5=90°即∠CBD=90°∵∠BDE=90°∠BCP=90°BC=BD=a ∴BDPC是边长为b的正方形 同理:HPFG是边长为a的正方形 设多边形GHCBE的面积为S
则SHBDP
B
SHPFGSSGFESEDB
122
abS2ab⑤ 即
又SABEG
SSAGHSABC
即cS2ab⑥
由⑤⑥可得:abc
这一证明采用组合图形的方法,利用图形之间角度与面积关系证的定理,是一种比较特殊的证明方法。
证法四:
有一Rt△ABC将其绕直角顶点C旋转,使点A落在BC边上的,如图ABC旋转后的三角形且延长BA交AB于M
则
∴∠1=∠2
延长BA交AB于M
A
则∠2+∠4 = 90°且∠4=∠3 ∴∠1+∠3 = 90°即 BMAB ∴Rt△ABC ∽ RtABM CABAMB
∴ ABAC
222
abAM
AM即cb
∴SABBSBAB
ab
b
a
ABBMABBAAM 22
B'
11ccabb 2c
cabb22
①
11ABCBaba 2212
aab② 2
而
SABB2SABCSBAB
121122
cabb2abaab即 222
∴ cabb2abaab 从而abc
综上,关于勾股定理的证明有很多种方法,对于这一著名的定理的讨论证明,222
还有很广阔的天地,至此,水平有限对它的探讨只能是凤毛麟角,总之,在勾股定理探索的道路上,给我们带来了趣味,同时也有新的问题在等待着我们继续探讨
参考文献:
[1] 罗增儒.中学数学课例分析(第二版)[M].西安:陕西师范大学出版社 [2] 黄远生.初中数学课例:勾股定理[J].人民教育,202_,[3]Mary Kay Stein 等著,李忠如译.实施初中数学课程标准的教学案例[M].上海:上海教育出版社,202_
第三篇:浅谈勾股定理的几种证法
浅谈勾股定理的几种证法
子洲三中陕西子洲乔 智718499
【摘要】勾股定理的内容:直角三角形两直角边a、b的平方和等于斜边c的平方
【关键词】:割补法达芬奇的证法加菲尔德图
证法1(图1)
左边的正方形是由1个边长为的正方形和1个边长为的正方形以及4个直角边分别为、,斜边为的直角三角形拼成的。右边的正方形是由1个边长为的正方形和4个直角边分别为、,斜边为的直角三角形拼成的。因为这两个正方形的面积相等(边长都
是),所以可以列出等式,化简得。
在西方,人们认为是毕达哥拉斯最早发现并证明这一定理的,但遗憾的是
他的证明方法已经失传,这是传说中的证明方法,这种证明方法简单、直观、易
懂。
证法2(图2)
第一种方法:边长为的正方形可以看作是由4个直角边分别为、,斜边为 的直角三角形围在外面形成的。因为边长为的正方形面积加上4个直角三角形的面积等于外围正方形的面积,所以可以列出等式,化简得
第二种方法:边长为的正方形可以看作是由4个直角边分别为、,斜边为 的直角三角形拼接形成的(虚线表示),不过中间缺出一个边长为的正方。形“小洞”。
因为边长为的正方形面积等于4个直角三角形的面积加上正方形“小洞”的面积,所以可以列出等式,化简得。
这种证明方法很简明,很直观,它表现了我国古代数学家赵爽高超的证题思
想和对数学的钻研精神,是我们中华民族的骄傲。
证法3(图3)
这个直角梯形是由2个直角边分别为、,斜边为 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,所以可以列出等式,化简得。
这种证明方法由于用了梯形面积公式和三角形面积公式,从而使证明更加简
洁,它在数学史上被传为佳话。
证法4达芬奇的证法
达芬奇的证法
三张纸片其实是同一张纸,把它撕开重新拼凑之后,中间那个“洞”的面积前
后仍然是一样的,但是面积的表达式却不再相同,让这两个形式不同的表达式相
等,就能得出一个新的关系式——勾股定理,所有勾股定理的证明方法都有这么
个共同点。观察纸片一,因为要证的事勾股定理,那么容易知道EB⊥CF,又因
为纸片的两边是对称的,所以能够知道四边形ABOF和CDEO都是正方形。然
后需要知道的是角A'和角D'都是直角,原因嘛,可以看纸片一,连结AD,因为
对称的缘故,所以∠BAD=∠FAD=∠CDA=∠EDA=45°,那么很明显,图三中角
A'和角D'都是直角。
证明:
第一张中多边形ABCDEF的面积S1=S正方形ABOF+S正方形CDEO+2S△BCO=OF2+OE2+OF·OE
第三张中多边形A'B'C'D'E'F'的面积S2=S正方形B'C'E'F'+2△C'D'E'=E'F'2+C'D'·D'E'
因为S1=S2
所以OF2+OE2+OF·OE=E'F'2+C'D'·D'E'
又因为C'D'=CD=OE,D'E'=AF=OF
所以OF2+OE2=E'F'2
因为E'F'=EF
所以OF2+OE2=EF2
勾股定理得证。
证法5
从这张图可以得到一个矩形和三个三角形,推导公式如下:
b(a + b)= 1/2c^2;+ ab + 1/2(b + a)(bb^2;+ a^2;= c^2;a^2;+ b^2;= c^2;
注:根据加菲尔德图进一步得到的图形。
参考文献
《数学原理》人民教育出版社
《探究勾股定理》同济大学出版社
《优因培教数学》北京大学出版社
《勾股书籍》 新世纪出版社
《九章算术一书》
第四篇:勾股定理的十种证法
勾股定理的十种证法
证法
1作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。过点C作AC的延长线交DF于点P.∵ D、E、F在一条直线上,且RtΔGEF ≌ RtΔEBD,∴ ∠EGF = ∠BED,∵ ∠EGF + ∠GEF = 90°,∴ ∠BED + ∠GEF = 90°,∴ ∠BEG =180°―90°= 90°
又∵ AB = BE = EG = GA = c,∴ ABEG是一个边长为c的正方形。
∴ ∠ABC + ∠CBE = 90°
∵ RtΔABC ≌ RtΔEBD,∴ ∠ABC = ∠EBD.∴ ∠EBD + ∠CBE = 90°
即 ∠CBD= 90°
又∵ ∠BDE = 90°,∠BCP = 90°,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
A2+B2=C
2证法2
作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 = 90°,QP∥BC,∴ ∠MPC = 90°,∵ BM⊥PQ,∴ ∠BMP = 90°,∴ BCPM是一个矩形,即∠MBC = 90°。∵ ∠QBM + ∠MBA = ∠QBA = 90°,∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90°,∴ ∠QBM = ∠ABC,又∵ ∠BMP = 90°,∠BCA = 90°,BQ = BA = c,∴ RtΔBMQ ≌ RtΔBCA.同理可证RtΔQNF ≌ RtΔAEF.即A2+B2=C
2证法
3作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.再作一个边长为c的正方形。把它们拼成如图所示的多边形.分别以CF,AE为边长做正方形FCJI和AEIG,∵EF=DF-DE=b-a,EI=b,∴FI=a,∴G,I,J在同一直线上,∵CJ=CF=a,CB=CD=c,∠CJB = ∠CFD = 90°,∴RtΔCJB ≌ RtΔCFD,同理,RtΔABG ≌ RtΔADE,∴RtΔCJB ≌ RtΔCFD ≌ RtΔABG ≌ RtΔADE
∴∠ABG = ∠BCJ,∵∠BCJ +∠CBJ= 90°,∴∠ABG +∠CBJ= 90°,∵∠ABC= 90°,∴G,B,I,J在同一直线上,A2+B2=C2。
证法
4作三个边长分别为a、b、c的三角形,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 ∴ 即A2+B2=C
2证法5(欧几里得的证法)
《几何原本》中的证明
在欧几里得的《几何原本》一书中提出勾股定理由以下证明后可成立。设△ABC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。
其证明如下:
设△ABC为一直角三角形,其直角为CAB。其边为BC、AB、和CA,依序绘成四方形CBDE、BAGF和ACIH。画出过点A之BD、CE的平行线。此线将分别与BC和DE直角相交于K、L。分别连接CF、AD,形成两个三角形BCF、BDA。∠CAB和∠BAG都是直角,因此C、A 和 G 都是线性对应的,同理可证B、A和H。∠CBD和∠FBA皆为直角,所以∠ABD等于∠FBC。因为 AB 和 BD 分别等于 FB 和 BC,所以△ABD 必须相等于△FBC。因为 A 与 K 和 L是线性对应的,所以四方形 BDLK 必须二倍面积于△ABD。因为C、A和G有共同线性,所以正方形BAGF必须二倍面积于△FBC。因此四边形 BDLK 必须有相同的面积 BAGF = AB²。同理可证,四边形 CKLE 必须有相同的面积 ACIH = AC2。把这两个结果相加,AB2;+ AC2;;= BD×BK + KL×KC。由于BD=KL,BD×BK + KL×KC = BD(BK + KC)= BD×BC 由于CBDE是个正方形,因此AB2;+ AC2;= BC2。此证明是于欧几里得《几何原本》一书第1.47节所提出的证法6(欧几里德(Euclid)射影定理证法)
如图1,Rt△ABC中,∠ABC=90°,BD是斜边AC上的高
通过证明三角形相似则有射影定理如下:
(1)(BD)2;=AD·DC,(2)(AB)2;=AD·AC,(3)(BC)2;=CD·AC。
由公式(2)+(3)得:(AB)2;+(BC)2;=AD·AC+CD·AC =(AD+CD)·AC=(AC)2;,图1即(AB)2;+(BC)2;=(AC)2,这就是勾股定理的结论。
图
1证法七(赵爽弦图)
在这幅“勾股圆方图”中,以弦为边长得到正方形ABDE是由4个相等的直角三角形再加上中间的那个小正方形组成的。每个直角三角形的面积为ab/2;中间懂得小正方形边长为b-a,则面积为(b-a)2。于是便可得如下的式子:
4×(ab/2)+(b-a)2 =c2;
化简后便可得:a2 +b2 =c2;
亦即:c=(a2 +b2)1/
2勾股定理的别名 勾股定理,是几何学中一颗光彩夺目的明珠,被称为“几何学的基石”,而且在高等数学和其他学科中也有着极为广泛的应用。正因为这样,世界上几个文明古国都已发现并且进行了广泛深入的研究,因此有许多名称。
中国是发现和研究勾股定理最古老的国家之一。中国古代数学家称直角三角形为勾股形,较短的直角边称为勾,另一直角边称为股,斜边称为弦,所以勾股定理也称为勾股弦定理。在公元前1000多年,据记载,商高(约公元前1120年)答周公曰“故折矩,以为句广三,股修四,径隅五。既方之,外半其一矩,环而共盘,得成三四五。两矩共长二十有五,是谓积矩。”因此,勾股定理在中国又称“商高定理”。在公元前7至6世纪一中国学者陈子,曾经给出过任意直角三角形的三边关系即“以日下为勾,日高为股,勾、股各乘并开方除之得邪至日。
在法国和比利时,勾股定理又叫“驴桥定理”。还有的国家称勾股定理为“平方定理”。在陈子后一二百年,希腊的著名数学家毕达哥拉斯发现了这个定理,因此世界上许多国家都称勾股定理为“毕达哥拉斯”定理。为了庆祝这一定理的发现,毕达哥拉斯学派杀了一百头牛酬谢供奉神灵,因此这个定理又有人叫做“百牛定理”.
前任美国第二十届总统伽菲尔德证明了勾股定理(1876年4月1日)。周髀算经,文物出版社,1980年3月,据宋代嘉定六年本影印,1-5页。
2.陈良佐:周髀算经勾股定理的证明与出入相补原理的关系。刊於《汉学研究》,1989年第7卷第1期,255-281页。
3.李国伟: 论「周髀算经」“商高曰数之法出于圆方”章。刊於《第二届科学史研讨会汇刊》,台湾,1991年7月,227-234页。
4.李继闵:商高定理辨证。刊於《自然科学史研究》,1993年第12卷第1期,29-41页。
5.曲安京: 商高、赵爽与刘徽关於勾股定理的证明。刊於《数学传播》20卷,台湾,1996年9月第3期,20-27页
证法8(达芬奇的证法)
达芬奇的证法
三张纸片其实是同一张纸,把它撕开重新拼凑之后,中间那个“洞”的面积前后仍然是一样的,但是面积的表达式却不再相同,让这两个形式不同的表达式相等,就能得出一个新的关系式——勾股定理,所有勾股定理的证明方法都有这么个共同点。观察纸片一,因为要证的事勾股定理,那么容易知道EB⊥CF,又因为纸片的两边是对称的,所以能够知道四边形ABOF和CDEO都是正方形。然后需要知道的是角A'和角D'都是直角,原因嘛,可以看纸片一,连结AD,因为对称的缘故,所以∠BAD=∠FAD=∠CDA=∠EDA=45°,那么很明显,图三中角A'和角D'都是直角。
证明:
第一张中多边形ABCDEF的面积S1=S正方形ABOF+S正方形CDEO+2S△
BCO=OF2+OE2+OF·OE
第三张中多边形A'B'C'D'E'F'的面积S2=S正方形B'C'E'F'+2△C'D'E'=E'F'2+C'D'·D'E'因为S1=S2
所以OF2+OE2+OF·OE=E'F'2+C'D'·D'E'
又因为C'D'=CD=OE,D'E'=AF=OF
所以OF2+OE2=E'F'2
因为E'F'=EF
所以OF2+OE2=EF2
勾股定理得证。
证法9
从这张图可以得到一个矩形和三个三角形,推导公式如下:
b(a + b)= 1/2c2 + ab + 1/2(b + a)(bb2 + a2 = c2;
a2 + b2 = c2;
注:根据加菲尔德图进一步得到的图形。
证法10
在Rt三角形ABC中,角C=90度,作CH垂直于AB于H。
令a/sinA=b/sinB=c/sinC=d
1=sin90=sinC=c/d=AH/d+BH/d=cosA×b/d+cosB×a/d=cosA×sinB+cosB×sinA=a/c·a/c+b/c·b/c=(a^2+b^2)/c^2=1
所以a^2+b^2=c^2
得证。
第五篇:勾股定理的总统证法
勾股定理的总统证法
勾股定理是几何中一个比较重要的定理,应用十分广泛.迄今为止,关于勾股定理的证明方法已有500余种.其中,美国第二十任总统伽菲尔德的证法在数学史上被传为佳话.
总统为什么会想到去证明勾股定理呢?难道他是数学家或数学爱好者?答案是否定的.事情的经过是这样的;
1876年一个周末的傍晚,在美国首都华盛顿的郊外,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.他走着走着,突然发现附近的一个小石凳上,有两个小孩正在聚精会神地谈论着什么,时而大声争论,时而小声探讨.由于好奇心驱使伽菲尔德循声向两个小孩走去,想搞清楚两个小孩到底在干什么.只见一个小男孩正俯着身子用树枝在地上画着一个直角三角形.于是伽菲尔德便问他们在干什么?只见那个小男孩头也不抬地说:“请问先生,如果直角三角形的两条直角边分别为3和4,那么斜边长为多少呢?”伽菲尔德答到:“是5呀.”小男孩又问道:“如果两条直角边分别为5和7,那么这个直角三角形的斜边长又是多少?”伽菲尔德不加思索地回答到:“那斜边的平方一定等于5的平方加上7的平方.”小男孩又说道:“先生,你能说出其中的道理吗?”伽菲尔德一时语塞,无法解释了,心理很不是滋味.
于是伽菲尔德不再散步,立即回家,潜心探讨小男孩给他留下的难题.他经过反复的思考与演算,终于弄清楚了其中的道理,并给出了简洁的证明方法.
1876年4月1日,伽菲尔德在《新英格兰教育日志》上发表了他对勾股定理的这一证法.
1881年,伽菲尔德就任美国第二十任总统后来,人们为了纪念他对勾股定理直观、简捷、易懂、明了的证明,就把这一证法称为“总统”证法.
亲爱的同学们,从上面的故事我们可以看出发明创造并非科学家、学者的专利,只要我们用心观察发现问题,认真思考钻研问题,照样可以取得成就。