证明勾股定理多种常用方法
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勾股定理是数学原理,那该怎么证明呢?证明的过程是怎样的呢?下⾯就是百分⽹店铺给⼤家整理的如何证明勾股定理内容,希望⼤家喜欢。
证明勾股定理的⽅法⼀
最早对勾股定理进⾏证明的,是三国时期吴国的数学家赵爽。
赵爽创制了⼀幅“勾股圆⽅图”,⽤形数结合得到⽅法,给出了勾股定理的详细证明。
在这幅“勾股圆⽅图”中,以弦为边长玫秸?叫蜛BDE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)
稍后⼀点的刘徽在证明勾股定理时也是⽤以形证数的⽅法,刘徽⽤了“出⼊相补法”即剪贴证明法,他把勾股为边的正⽅形上的某些区域剪下来(出),移到以弦为边的正⽅形的空⽩区域内(⼊),结果刚好填满,完全⽤图解法就解决了问题。
再给出两种
1。
做直⾓三⾓形的⾼,然后⽤相似三⾓形⽐例做出。
2。
把直⾓三⾓形内接于圆。
然后扩张做出⼀矩形。
最后⽤⼀下托勒密定
证明勾股定理的⽅法⼆
勾股定理:在Rt△ABC中,AB⊥AC,则:AB^2+AC^2=BC^2。
该定理有不同的证明⽅法,现⽤⼀种⽅法证明如下:如图作4个与Rt△ABC全等的三⾓形。
不失⼀般性地设AB>AC。
很明显,4个直⾓三⾓形的⾯积+⼩正⽅形的⾯积=⼤正⽅形的⾯积。
∴4(AB×AC/2)+(AB-AC)^2=BC^2,∴2AB×AC+AB^2-
2AB×AC+AC^2=BC^2,∴AB^2+AC^2=BC^2。
特别地,当AB=AC时,看成⼩正⽅形的⾯积为0,得:2AB×AC=BC^2,改写⼀下就有:AB×AC+AB×AC=BC^2,得:AB^2+AC^2=BC^2。
[说明:当Ac>AB 时,将上述证明过程中的字母B、C调换⼀下就可以了。
] 4
满意答案
最初的证明是分割型的。
设a、b为直⾓三⾓形的直⾓边,c为斜边。
考虑下图两个边长都是a+b的正⽅形A、B。
将A分成六部分,将B分成五部分。
由于⼋个⼩直⾓三⾓形是全等的,故从等量中减去等量,便可推出:斜边上的正⽅形等于两个直⾓边上的正⽅形之和。
这⾥B中的四边形是边长为c的正⽅形是因为,直⾓三⾓形三个内⾓和等于两个直⾓。
如上证明⽅法称为相减全等证法。
B图就是我国《周髀算经》中的“弦图”。
下图是H.珀⾥加尔(Perigal)在1873年给出的证明,它是⼀种相加全等证法。
其实这种证明是重新发现的,因为这种划分⽅法,labitibn Qorra(826~901)已经知道。
(如:右图)下⾯的⼀种证法,是H•E•杜登尼(Dudeney)在1917年给出的。
⽤的也是⼀种相加全等的证法。
如右图所⽰,边长为b的正⽅形的⾯积加上边长为a的正⽅形的⾯积,等于边长为c的正⽅形⾯积。
下图的证明⽅法,据说是L•达•芬奇(da Vinci, 1452~1519)设计的,⽤的是相减全等的证明法。
欧⼏⾥得(Euclid)在他的《原本》第⼀卷的命题47中,给出了勾股定理的⼀个极其巧妙的证明,如次页上图。
由于图形很美,有⼈称其为“修⼠的头⼱”,也有⼈称其为“新娘的轿椅”,实在是有趣。
华罗庚教授曾建议将此图发往宇宙,和“外星⼈”去交流。
其证明的梗概是:
(AC)2=2△JAB=2△CAD=ADKL。
同理,(BC)2=KEBL
证明勾股定理的⽅法三
(AC)2+(BC)2=ADKL+KEBL=(BC)2
印度数学家兼天⽂学家婆什迦罗(Bhaskara,活跃于1150年前后)对勾股定理给出⼀种奇妙的.证明,也是⼀种分割型的证明。
如下图所⽰,把斜边上的正⽅形划分为五部分。
其中四部分都是与给定的直⾓三⾓形全等的三⾓形;⼀部分为两直⾓边之差为边长的⼩正⽅形。
很容易把这五部分重新拼凑在⼀起,得到两个直⾓边上的正⽅形之和。
事实上,
婆什迦罗还给出了下图的⼀种证法。
画出直⾓三⾓形斜边上的⾼,得两对相似三⾓形,从⽽有
c/b=b/m,
c/a=a/n,
cm=b2
cn=a2
两边相加得
a2+b2=c(m+n)=c2
这个证明,在⼗七世纪⼜由英国数学家J.沃利斯(Wallis, 1616~1703)重新发现。
有⼏位美国总统与数学有着微妙联系。
G•华盛顿曾经是⼀个著名的测量员。
T•杰弗逊曾⼤⼒促进美国⾼等数学教育。
A.林肯是通过研究欧⼏⾥得的《原本》来学习逻辑的。
更有创造性的是第⼗七任总统J.A.加菲尔德(Garfield, 1831~1888),他在学⽣时代对初等数学就具有强烈的兴趣和⾼超的才能。
在1876年,(当时他是众议院议员,五年后当选为美国总统)给出了勾股定理⼀个漂亮的证明,曾发表于《新英格兰教育杂志》。
证明的思路是,利⽤梯形和直⾓三⾓形⾯积公式。
如次页图所⽰,是由三个直⾓三⾓形拼成的直⾓梯形。
⽤不同公式,求相同的⾯积得
即
a2+2ab+b2=2ab+c2
a2+b2=c2
【证明勾股定理多种常⽤⽅法】。