勾股定理(毕达哥拉斯定理)及各类证明方式

勾股定理（毕达哥拉斯定理）
是一个，是人类初期发觉并证明的重要数学定理之一，用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。

是的一个特例。

约有400种证明方式，是数学定理中证明方式最多的之一。

“”是勾股定理最大体的公式。

勾股数组方程a ² + b ²= c ²的正整数组(a ,b ,c )。

(3,4,5)确实是。

也确实是说，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 若是的两条直角边长别离为a ，b ，斜边长为c ，那么。

勾股定理的逆定理
命题2 若是的三边长a ，b ，c 知足，那么那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，那么每一个直角三角形的面积等于2
1
ab. 把这四个直角三角形拼成如下图形状. ∵ 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】（讲义的证明）
做8个全等的直角三角形，设它们的两条直角边长别离为a 、b ，斜边长为c ，再做三个边长别离为a 、b 、c 的正方形，把它们像上图那样拼成两个正方形.从图上能够看到，这两个正方形的边长都是a + b ，因此面积相等.
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，那么每一个直角三角形的面积等于
. 把这两个直角三角形拼成如下图形状，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年一个周末的黄昏，在美国华盛顿的郊外，有一名中年人
正在散步，欣赏黄昏的美景，他确实是那时美国俄亥俄州共和党议员伽菲尔德。

他走着走着，突然发觉周围的一个小石凳上，有两个小孩正在全神贯注地谈
论着什么，时而高声争辩，时而小声探讨。

由于好奇心差遣伽菲尔德循声向
两个小孩走去，想弄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，若是直角三角形的两条直角边别
离为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：“若是两条直角边别离为5和7，那么那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：“那斜边的平方必然等于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，无法说明了，心理很不是滋味。

于是伽菲尔德再也不散步，当即回家，潜心探讨小男孩给他留下的难题。

他通过反复的试探与演算，终于弄清楚了其中的道理，并给出了简练的证明方式。

1876年4月1日，伽菲尔德在《新英格兰教育日记》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。

【证法4】（欧几里得证明）做三个边长别离为a、b、c的正方形，把它们拼成如下图形状，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.
【证法5】（利用相似三角形性质证明）如图，在RtΔABC中，设直角边AC、BC的长度别离为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. 同理可证，ΔCDB ∽ ΔACB，从而有.∴ ，即
【证法6】（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，那么每一个直角三角形的面积等于. 把这四个直角三角形拼成如下图形状，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.
∵ RtΔHAE ≌ RtΔEBF,∴ ∠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c2.
∵ RtΔGDH ≌ RtΔHAE,∴ ∠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7】（利用切割线定理证明）
在RtΔABC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的延长线别离于D、E，那么BD = BE = BC = a. 因为∠BCA = 90º，点C在⊙B上，因此AC是⊙B 的切线. 由切割线定理，得
=== ，
即，∴ .
【证法8】（作直角三角形的内切圆证明）
在RtΔABC中，设直角边BC = a，AC = b，斜边AB = c. 作RtΔABC的内切圆⊙O，切点别离为D、E、F（如图），设⊙O的半径为r.
∵ AE = AF，BF = BD，CD = CE，
∴
= = r + r = 2r,即，∴ . ∴ ，即
，∵ ，∴ ，又∵ = = = = ，∴ ，
∴ ，
∴ ，∴ .。