勾股定理9种证明
勾股定理的十种证明方法
勾股定理的十种证明方法勾股定理是我们初中时就接触到的重要定理,也是数学史上最为著名的定理之一,在几何运算和三角函数中都有广泛应用。
其说法是:在直角三角形中,直角边上的平方和等于斜边上的平方,即 a^2+b^2=c^2。
本文将会介绍十种不同的证明方法,每种证明方法都体现了数学思维中的不同角度与方法。
1. 几何证明方法这种证明方法是最早的证明方法之一,它主要通过图形来证明定理的正确性。
我们可以通过构建一条边长为 a 和一条边长为 b 的正方形,再以这两条正方形的对角线为直角边构建一个直角三角形,即可证明勾股定理。
2. 相似三角形证明方法这种证明方法主要通过相似三角形来证明勾股定理的正确性。
我们可以画出一系列相似的三角形,来证明斜边和直角边之间的关系。
3. 数学归纳法证明方法根据数学归纳法,证明当 n=1 时定理成立,当 n=k 时定理成立,则推出 n=k+1 时定理也成立。
此证明方法需要适当运用代数知识来完成。
4. 三角函数证明方法使用三角函数来证明勾股定理也是一种有效的证明方法。
通过使用正弦、余弦、正切等函数来证明斜边和直角边之间的关系。
5. 向量证明方法通过考虑向量的长度和夹角关系,证明斜边和直角边之间的关系。
此方法依赖于向量的基本运算和性质。
6. 代数证明方法这种证明方法主要依赖于代数计算的过程,可以通过平方、开方、因式分解等方法来证明定理的正确性。
7. 微积分证明方法从微积分的角度来考虑勾股定理,可以通过求导和积分的运算关系来证明斜边和直角边之间的关系。
8. 数组和矩阵证明方法运用数组和矩阵的运算来证明勾股定理的正确性,需要适当了解数组和矩阵的基本运算和性质。
9. 物理学应用证明方法勾股定理在物理学中也有广泛的应用,比如在机械学中,勾股定理可以用来计算质点的速度和加速度。
10. 函数图像证明方法运用函数图像的特点来证明勾股定理的正确性,需要适当了解函数图像的特点和性质。
对于一些特殊的函数,也可以通过对其函数图像进行研究来证明定理的正确性。
勾股定理种证明(有图)
勾股定理的9种证明(有图)【证法1】(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,则每个直角三角形的面积等于ab21.把这四个直角三角形拼成如图所示形状,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.∵Rt ΔHAE ≌Rt ΔEBF, ∴∠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c 2.∵Rt ΔGDH ≌Rt ΔHAE,∴∠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()2b a +.∴()22214c ab b a +⨯=+.∴222c b a =+.【证法2】(梅文鼎证明)做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C 作AC 的延长线交DF 于点P. ∵D 、E 、F 在一条直线上,且Rt ΔGEF ≌Rt Δ∴∠EGF=∠BED , ∵∠EGF+∠GEF=90°,∴∠BED+∠GEF=90°,∴∠BEG=180º―90º=90º. 又∵AB=BE=EG=GA=c ,∴ABEG 是一个边长为c 的正方形.∴∠ABC+∠CBE=90º.∵Rt ΔABC ≌Rt ΔEBD, ∴∠ABC=∠EBD.∴∠EBD+∠CBE=90º. 即∠CBD=90º.又∵∠BDE=90º,∠BCP=90º,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abS c 2122⨯+=,∴222c b a =+. 【证法3】(项明达证明) 做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=90º,QP ∥BC ,∴∠MPC=90º,∵BM ⊥PQ , ∴∠BMP=90º,∴BCPM 是一个矩形,即∠MBC=90º.∵∠QBM+∠MBA=∠QBA=90º,∠ABC+∠MBA=∠MBC=90º, ∴∠QBM=∠ABC ,又∵∠BMP=90º,∠BCA=90º,BQ=BA=c , ∴Rt ΔBMQ ≌Rt ΔBCA.同理可证Rt ΔQNF ≌Rt ΔAEF. 从而将问题转化为【证法4】(梅文鼎证明). 【证法4】(欧几里得证明)做三个边长分别为a 、b 、c 的正方形,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221a,ΔGAD 的面积等于矩形ADLM 的面积的一半,∴矩形ADLM 的面积=2a .同理可证,矩形MLEB 的面积=2b .∵正方形ADEB 的面积=矩形ADLM 的面积+矩形MLEB 的面积 ∴222b a c +=,即222c b a =+. 【证法5】(杨作玫证明) 做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.过A 作AF ⊥AC ,AF 交GT 于F ,AF 交DT 于R.过B 作BP ⊥AF ,垂足为P.过D 作DE 与CB 的延长线垂直,垂足为E ,DE 交AF 于H.∵∠BAD=90º,∠PAC=90º,∴∠DAH=∠BAC.又∵∠DHA=90º,∠BCA=90º, AD=AB=c , ∴Rt ΔDHA ≌Rt ΔBCA.∴DH=BC=a ,AH=AC=b.由作法可知,PBCA 是一个矩形, 所以Rt ΔAPB ≌Rt ΔBCA.即PB= CA=b ,AP=a ,从而PH=b ―a.∵Rt ΔDGT ≌Rt ΔBCA, Rt ΔDHA ≌Rt ΔBCA.∴Rt ΔDGT ≌Rt ΔDHA.∴DH=DG=a ,∠GDT=∠HDA. 又∵∠DGT=90º,∠DHF=90º,∠GDH=∠GDT+∠TDH=∠HDA+∠TDH=90º, ∴DGFH 是一个边长为a 的正方形. ∴GF=FH=a.TF ⊥AF ,TF=GT ―GF=b ―a. ∴TFPB 是一个直角梯形,上底TF=b ―a ,下底BP=b ,高FP=a+(b ―a ). 用数字表示面积的编号(如图),则以c 为边长的正方形的面积为543212S S S S S c ++++=①∵()[]()[]a b a a b b S S S -+∙-+=++21438=ab b 212-, 985S S S +=,∴824321S ab b S S --=+=812SS b --.② 把②代入①,得=922S S b ++=22a b +.∴222c b a =+.【证法6】(李锐证明)设直角三角形两直角边的长分别为a 、b (b>a ),斜边的长为c.做三个边长分别为a 、b 、c 的正方形,把它们拼成如图所示形状,使A 、E 、G 三点在一条直线上.用数字表示面积的编号(如图).∵∠TBE=∠ABH=90º, ∴∠TBH=∠ABE. 又∵∠BTH=∠BEA=90º,BT=BE=b , ∴Rt ΔHBT ≌Rt ΔABE. ∴HT=AE=a. ∴GH=GT ―HT=b ―a.又∵∠GHF+∠BHT=90º,∠DBC+∠BHT=∠TBH+∠BHT=90∴∠GHF=∠DBC.∵DB=EB ―ED=b ―a ,∠HGF=∠BDC=90º, ∴Rt ΔHGF ≌Rt ΔBDC.即27S S =.过Q 作QM ⊥AG ,垂足是M.由∠BAQ=∠BEA=90º,可知∠ABE =∠QAM ,而AB=AQ=c ,所以Rt ΔABE ≌Rt ΔQAM.又Rt ΔHBT ≌ Rt ΔABE.所以Rt ΔHBT ≌Rt ΔQAM.即58S S =.由Rt ΔABE ≌Rt ΔQAM ,又得QM=AE=a ,∠AQM=∠BAE. ∵∠AQM+∠FQM=90º,∠BAE+∠CAR=90º,∠AQM=∠BAE , ∴∠FQM=∠CAR.又∵∠QMF=∠ARC=90º,QM=AR=a ,∴Rt ΔQMF ≌Rt ΔARC.即64S S =.∵543212S S S S S c ++++=,612S S a +=,8732S S S b ++=,又∵27S S =,58S S =,64S S =,∴8736122S S S S S b a ++++=+=52341S S S S S ++++ =2c ,即222c b a =+. 【证法7】(利用多列米定理证明)在Rt ΔABC 中,设直角边BC=a ,AC=b ,斜边AB=c (如图).过点A 作AD ∥CB ,过点B 作BD ∥CA ,则ACBD 为矩形,矩形ACBD 内接于一个圆.根据多列米定理,圆内接四边形对角线的乘积等于两对边乘积之和,有BD AC BC AD DC AB ∙+∙=∙, ∵AB=DC=c ,AD=BC=a , AC=BD=b , ∴222AC BC AB +=,即222b a c +=, ∴222c b a =+.【证法8】(利用反证法证明)如图,在Rt ΔABC 中,设直角边AC 、BCb ,斜边AB 的长为c ,过点C 作CD ⊥AB ,垂足是D.假设222c b a ≠+,即假设222AB BC AC ≠+,则由AB AB AB ∙=2=()BD AD AB +=BD AB AD AB ∙+∙可知AD AB AC ∙≠2,或者BD AB BC ∙≠2.即AD :AC ≠AC :AB ,或者BD :BC ≠BC :AB.在ΔADC 和ΔACB 中,∵∠A=∠A ,∴若AD :AC ≠AC :AB ,则∠ADC ≠∠ACB. 在ΔCDB 和ΔACB 中, ∵∠B=∠B , ∴若BD :BC ≠BC :AB ,则 ∠CDB ≠∠ACB. 又∵∠ACB=90º,∴∠ADC ≠90º,∠CDB ≠90º.这与作法CD ⊥AB 矛盾.所以,222AB BC AC ≠+的假设不能成立.∴222c b a =+. 【证法9】(辛卜松证明)设直角三角形两直角边的长分别为a 、b ,斜边的长为c.作边长是a+b 的正方形ABCD.把正方形ABCD 划分成上方左图所示的几个部分,则正方形ABCD 的面积为()ab b a b a 2222++=+;把正方形ABCD 划分成上方右图所示的几个部分,则正方形ABCD 的面积为()22214c ab b a +⨯=+=22c ab +.∴22222c ab ab b a +=++,∴222c b a =+.。
勾股定理十种证明
勾股定理十种证明欧几里德是古典数学的代表人物,他提出的勾股定理被认为是数学史上最重要的定理之一。
勾股定理,即给定直角三角形的两条直角边a,b,其斜边的平方等于两边的平方和,即:a2+b2=c2。
今天,我们将为读者介绍十种证明勾股定理的方法。
第一种是利用重心法证明。
当定义等腰三角形ABC时,在线段AB上定义重心G。
将线段AG视为一直角三角形,AG和BG就构成直角三角形。
易知三角形AGC也是直角三角形,三角形ABC也就是一个等腰直角三角形,AG和BC就是一组等腰三角形。
易得:a2+b2=AC2+BC2,即:a2+b2=c2。
第二种是利用反证法证明。
假设勾股定理不成立,即a2+b2≠c2,那么,就会得到一条不等式:a2+b2>c2或a2+b2<c2。
因为a、b都是非负的,再加上c也是非负的,所以,有:a2>0、b2>0、c2>0,从而:a2+b2>0,由此可以得出矛盾:a2+b2>c2,但是c2>0。
这与原假设矛盾,则勾股定理成立。
第三是利用余弦定理证明。
设等腰三角形ABC的角A,B,C的对边分别为a,b,c,则有:a2=b2+c2-2bc cosA,b2=a2+c2-2ac cosB,c2=a2+b2-2ab cosC,将三式相加,可得到:2a2+2b2=2c2,从而证明勾股定理。
第四是利用边缘法证明。
由边缘定理可知,在等腰三角形ABC 中:a2=b2=c2=2S2,其中S为ABC的面积。
令α、β、γ分别为三角形ABC的内角,及对应的外接圆的半径,令ΔO为三角形ABC的外切圆,则有:α+β+γ=180°,易知:a2+b2+c2=2(α2+β2+γ2)=2R2=c2,可以证明出勾股定理。
第五种是利用角和弧法证明。
在等腰三角形ABC中,用圆弧a 表示两边a和b的连接的圆弧,一条弧的长度是直径乘以圆心角的度数,即可推得:c2=a2+2aR-b2,将c2的左边加上b2,右边减去b2,即可得到:c2=a2+b2,从而证明出勾股定理。
勾股定理500种证明方法
勾股定理500种证明方法勾股定理是数学中的一条重要定理,它是说对于任意直角三角形,斜边的平方等于两个直角边的平方之和。
具体表达式如下:\[a^2+b^2=c^2\]这里,a和b是直角三角形的两条直角边,c是斜边。
欧几里得给出了最早的证明方法,他使用了几何构造和演绎的方法来证明这个定理。
1.欧氏证明方法:欧几里得通过将两个直角边的平方进行拼贴,得到一个正方形,并证明这个正方形的面积等于斜边的平方。
2.平行线切割法:通过平行线的切割,将直角三角形分割为几个图形,然后利用这些图形的面积关系证明勾股定理。
3.三角形面积法:通过计算直角三角形各个边上的高,然后将两个直角边的长度和其对应的高代入三角形面积公式,证明勾股定理。
4.变形推导法:将勾股定理移项变形,推导出其他几何定理,再反推回来证明勾股定理。
5.相似三角形法:利用两个直角三角形的相似性质,建立它们之间的边长比例,然后通过约分和乘法证明勾股定理。
6.余弦定理法:利用三角形的余弦定理,将三角形的边长和夹角之间的关系表达式代入勾股定理,然后进行化简证明。
7.对角线法:通过划分直角三角形的对角线,构造与角度相关的图形,然后运用几何性质证明勾股定理。
......(继续列举)这些只是勾股定理证明的几种常见方法,还有很多其他方法,涉及不同的数学分支和概念。
基于这三个基本量的几何关系,有许多方法可以推导出这个定理,每种证明方法都有其独特之处,展示了数学的丰富性和多样性。
通过探究不同的证明方法,我们可以增加对数学的理解和思维能力。
勾股定理是一个基本而重要的定理,它在数学和物理等领域中都有广泛的应用,所以了解多种证明方法可以帮助我们更好地理解和应用这个定理。
勾股定理十种详细证明方法
勾股定理十种详细证明方法嘿,咱今儿个就来聊聊那大名鼎鼎的勾股定理!你可别小瞧它,这可是数学世界里超级重要的一块儿宝藏呢!要说这勾股定理啊,那就是直角三角形两条直角边的平方和等于斜边的平方。
就好像一个神奇的魔法公式,能解决好多好多问题。
那它都有哪些详细证明方法呢?咱先来说说第一种方法,拼图法。
就好像我们在玩拼图游戏一样,把几个图形巧妙地拼在一起,就能神奇地证明出勾股定理。
你说妙不妙?第二种呢,是面积法。
通过计算不同图形的面积,然后找到它们之间的关系,从而得出勾股定理。
这就好像是在一个大迷宫里找线索,最后找到了那关键的出口。
还有一种很有意思的方法,叫相似三角形法。
利用相似三角形的性质来证明勾股定理,就像是找到了打开宝藏大门的钥匙。
再说说代数法,把几何问题转化为代数问题,这可真是一种独特的思路,就如同给几何穿上了代数的外衣。
然后是割补法,把一个图形割开或者补全,从中发现勾股定理的奥秘,是不是很神奇呢?还有构造法,就像建筑师一样,巧妙地构造出一些图形来证明勾股定理。
另外,还有反证法,从反面去思考问题,来证明勾股定理的正确性,这可是很需要脑筋急转弯的哦!还有一种方法,是利用三角函数来证明,这就好像给勾股定理加上了一双翅膀,让它能飞得更高更远。
第九种方法是归纳法,通过一系列的例子归纳出勾股定理,就像是从一颗颗珍珠串成了一条美丽的项链。
最后一种呢,是利用向量来证明。
向量可是数学里的一把利剑,用它来证明勾股定理,那可真是威力无穷啊!你想想看,这十种方法,每一种都像是一把独特的钥匙,能打开勾股定理这扇神秘大门。
是不是很厉害?这勾股定理就像是数学王国里的一座坚固城堡,而这十种证明方法就是通往城堡的不同道路。
我们可以沿着这些道路,尽情地探索数学的奥秘,感受数学的魅力。
所以啊,别小看了这小小的勾股定理,它背后可有着大大的智慧呢!咱可得好好学。
勾股定理9种证明(有图)精编版
勾股定理的9种证明(有图)【证法1】(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,则每个直角三角形的面积等于ab21. 把这四个直角三角形拼成如图所示形状,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.∵ Rt ΔHAE ≌ Rt ΔEBF, ∴ ∠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c 2.∵ Rt ΔGDH ≌ Rt ΔHAE,∴ ∠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()2b a +.∴ ()22214c ab b a +⨯=+. ∴ 222c b a =+.【证法2】(梅文鼎证明)做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C 作AC 的延长线交DF 于点P. ∵ D 、E 、F 在一条直线上, 且Rt ΔGEF ≌∴ ∠EGF = ∠BED , ∵ ∠EGF + ∠GEF = 90°,∴ ∠BED + ∠GEF = 90°,∴ ∠BEG =180º―90º= 90º. 又∵ AB = BE = EG = GA = c ,∴ ABEG 是一个边长为c 的正方形.∴ ∠ABC + ∠CBE = 90º. ∵ Rt ΔABC ≌ Rt ΔEBD, ∴ ∠ABC = ∠EBD. ∴ ∠EBD + ∠CBE = 90º. 即 ∠CBD= 90º. 又∵ ∠BDE = 90º,∠BCP = 90º,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,21222ab S b a ⨯+=+ abS c 2122⨯+=,∴ 222c b a =+.【证法3】(项明达证明)做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 = 90º,QP ∥BC ,∴ ∠MPC = 90º,∵ BM ⊥PQ , ∴ ∠BMP = 90º,∴ BCPM 是一个矩形,即∠MBC = 90º.∵ ∠QBM + ∠MBA = ∠QBA = 90º,∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90º, ∴ ∠QBM = ∠ABC ,又∵ ∠BMP = 90º,∠BCA = 90º,BQ = BA = c , ∴ Rt ΔBMQ ≌ Rt ΔBCA.同理可证Rt ΔQNF ≌ Rt ΔAEF. 从而将问题转化为【证法4】(梅文鼎证明). 【证法4】(欧几里得证明)做三个边长分别为a 、b 、c 的正方形,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221a,ΔGAD 的面积等于矩形ADLM 的面积的一半,∴ 矩形ADLM 的面积 =2a .同理可证,矩形MLEB 的面积 =2b .∵ 正方形ADEB 的面积= 矩形ADLM 的面积 + 矩形MLEB 的面积 ∴ 222b a c += ,即 222c b a =+. 【证法5】(杨作玫证明)做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. 过A 作AF ⊥AC ,AF 交GT 于F ,AF 交DT 于R. 过B 作BP ⊥AF ,垂足为P. 过D 作DE 与CB 的延长线垂直,垂足为E ,DE 交AF 于H.∵ ∠BAD = 90º,∠PAC = 90º,∴ ∠DAH = ∠BAC.又∵ ∠DHA = 90º,∠BCA = 90º, AD = AB = c , ∴ Rt ΔDHA ≌ Rt ΔBCA.∴ DH = BC = a ,AH = AC = b.由作法可知, PBCA 是一个矩形, 所以 Rt ΔAPB ≌ Rt ΔBCA. 即PB = CA = b ,AP= a ,从而PH = b ―a.∵ Rt ΔDGT ≌ Rt ΔBCA , Rt ΔDHA ≌ Rt ΔBCA.∴ Rt ΔDGT ≌ Rt ΔDHA .∴ DH = DG = a ,∠GDT = ∠HDA . 又∵ ∠DGT = 90º,∠DHF = 90º,∠GDH = ∠GDT + ∠TDH = ∠HDA+ ∠TDH = 90º, ∴ DGFH 是一个边长为a 的正方形.∴ GF = FH = a . TF ⊥AF ,TF = GT ―GF = b ―a .∴ TFPB 是一个直角梯形,上底TF=b ―a ,下底BP= b ,高FP=a +(b ―a ). 用数字表示面积的编号(如图),则以c 为边长的正方形的面积为543212S S S S S c ++++= ①∵()[]()[]a b a a b b S S S -+∙-+=++21438 =ab b 212-, 985S S S +=,∴ 824321S ab b S S --=+= 812S S b -- . ②把②代入①,得98812212S S S S b S S c ++--++== 922S S b ++ = 22a b +.∴ 222c b a =+.【证法6】(李锐证明)设直角三角形两直角边的长分别为a 、b (b>a ),斜边的长为c. 做三个边长分别为a 、b 、c 的正方形,把它们拼成如图所示形状,使A 、E 、G 三点在一条直线上. 用数字表示面积的编号(如图).∵ ∠TBE = ∠ABH = 90º, ∴ ∠TBH = ∠ABE. 又∵ ∠BTH = ∠BEA = 90º,BT = BE = b , ∴ Rt ΔHBT ≌ Rt ΔABE. ∴ HT = AE = a. ∴ GH = GT ―HT = b ―a.又∵ ∠GHF + ∠BHT = 90º,∠DBC + ∠BHT = ∠TBH + ∠∴ ∠GHF = ∠DBC.∵ DB = EB ―ED = b ―a ,∠HGF = ∠BDC = 90º, ∴ Rt ΔHGF ≌ Rt ΔBDC. 即 27S S =.过Q 作QM ⊥AG ,垂足是M. 由∠BAQ = ∠BEA = 90º,可知 ∠ABE = ∠QAM ,而AB = AQ = c ,所以Rt ΔABE ≌ Rt ΔQAM . 又Rt ΔHBT ≌ Rt ΔABE. 所以Rt ΔHBT ≌ Rt ΔQAM . 即 58S S =.由Rt ΔABE ≌ Rt ΔQAM ,又得QM = AE = a ,∠AQM = ∠BAE.∵ ∠AQM + ∠FQM = 90º,∠BAE + ∠CAR = 90º,∠AQM = ∠BAE , ∴ ∠FQM = ∠CAR.又∵ ∠QMF = ∠ARC = 90º,QM = AR = a ,∴ Rt ΔQMF ≌ Rt ΔARC. 即64S S =.∵ 543212S S S S S c ++++=,612S S a +=,8732S S S b ++=,又∵ 27S S =,58S S =,64S S =,∴8736122S S S S S b a ++++=+ =52341S S S S S ++++=2c , 即 222c b a =+.【证法7】(利用多列米定理证明)在Rt ΔABC 中,设直角边BC = a ,AC = b ,斜边AB = c (如图). 过点A 作AD ∥CB ,过点B 作BD ∥CA ,则ACBD 为矩形,矩形ACBD 内接于一个圆. 根据多列米定理,圆内接四边形对角线的乘积等于两对边乘积之和,有BD AC BC AD DC AB ∙+∙=∙,∵ AB = DC = c ,AD = BC = a , AC = BD = b ,∴ 222AC BC AB +=,即 222b a c +=, ∴ 222c b a =+.【证法8】(利用反证法证明)如图,在Rt ΔABC 中,设直角边AC 、BC 的长度分别为a 、b ,斜边AB 的长为c ,过点C 作CD ⊥AB ,垂足是D.假设222c b a ≠+,即假设 222AB BC AC ≠+,则由AB AB AB ∙=2=()BD AD AB +=BD AB AD AB ∙+∙可知 AD AB AC ∙≠2,或者 BD AB BC ∙≠2. 即 AD :AC ≠AC :AB ,或者 BD :BC ≠BC :AB.在ΔADC 和ΔACB 中,∵ ∠A = ∠A ,∴ 若 AD :AC ≠AC :AB ,则∠ADC ≠∠ACB. 在ΔCDB 和ΔACB 中, ∵ ∠B = ∠B , ∴ 若BD :BC ≠BC :AB ,则 ∠CDB ≠∠ACB. 又∵ ∠ACB = 90º,∴ ∠ADC ≠90º,∠CDB ≠90º.这与作法CD ⊥AB 矛盾. 所以,222AB BC AC ≠+的假设不能成立.∴ 222c b a =+. 【证法9】(辛卜松证明)设直角三角形两直角边的长分别为a 、b ,斜边的长为c. 作边长是a+b 的正方形ABCD. 把正方形ABCD 划分成上方左图所示的几个部分,则正方形ABCD 的面积为()ab b a b a 2222++=+;把正方形ABCD 划分成上方右图所示的几个部分,则正方形ABCD 的面积为 ()22214c ab b a +⨯=+ =22c ab +.∴ 22222c ab ab b a +=++,∴ 222c b a =+.。
勾股定理9种证明(有图)
勾股定理的9种证明(有图)【证法1】(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,则每个直角三角形的面积等于ab21.把这四个直角三角形拼成如图所示形状,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.∵Rt ΔHAE ≌Rt ΔEBF, ∴∠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.∵Rt ΔGDH ≌Rt ΔHAE,∴∠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()2b a +.∴()22214c ab b a +⨯=+.∴222c b a =+.【证法2】(梅文鼎证明)做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C 作AC 的延长线交DF 于点P. ∵D 、E 、F 在一条直线上,且Rt ΔGEF ≌Rt ∴∠EGF=∠BED , ∵∠EGF+∠GEF=90°,∴∠BED+∠GEF=90°,∴∠BEG=180o ―90o=90o. 又∵AB=BE=EG=GA=c ,∴ABEG 是一个边长为c 的正方形.∴∠ABC+∠CBE=90o.∵Rt ΔABC ≌Rt ΔEBD, ∴∠ABC=∠EBD.∴∠EBD+∠CBE=90o. 即∠CBD=90o.又∵∠BDE=90o ,∠BCP=90o ,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abS c 2122⨯+=,∴222c b a =+.【证法3】(项明达证明)做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=90o ,QP ∥BC ,∴∠MPC=90o ,∵BM ⊥PQ , ∴∠BMP=90o ,∴BCPM 是一个矩形,即∠MBC=90o.∵∠QBM+∠MBA=∠QBA=90o ,∠ABC+∠MBA=∠MBC=90o , ∴∠QBM=∠ABC ,又∵∠BMP=90o ,∠BCA=90o ,BQ=BA=c , ∴Rt ΔBMQ ≌Rt ΔBCA.同理可证Rt ΔQNF ≌Rt ΔAEF.从而将问题转化为【证法4】(梅文鼎证明). 【证法4】(欧几里得证明)做三个边长分别为a 、b 、c 的正方形,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221a,ΔGAD 的面积等于矩形ADLM 的面积的一半,∴矩形ADLM 的面积=2a . 同理可证,矩形MLEB 的面积=2b .∵正方形ADEB 的面积=矩形ADLM 的面积+矩形MLEB 的面积 ∴222b a c +=,即222c b a =+. 【证法5】(杨作玫证明)做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.过A 作AF ⊥AC ,AF 交GT 于F ,AF 交DT 于R.过B 作BP ⊥AF ,垂足为P.过D 作DE 与CB 的延长线垂直,垂足为E ,DE 交AF 于H.∵∠BAD=90o ,∠PAC=90o ,∴∠DAH=∠BAC.又∵∠DHA=90o ,∠BCA=90o , AD=AB=c , ∴Rt ΔDHA ≌Rt ΔBCA.∴DH=BC=a ,AH=AC=b.由作法可知,PBCA 是一个矩形, 所以Rt ΔAPB ≌Rt ΔBCA.即PB= CA=b ,AP=a ,从而PH=b ―a.∵Rt ΔDGT ≌Rt ΔBCA, Rt ΔDHA ≌Rt ΔBCA.∴Rt ΔDGT ≌Rt ΔDHA.∴DH=DG=a ,∠GDT=∠HDA. 又∵∠DGT=90o ,∠DHF=90o ,∠GDH=∠GDT+∠TDH=∠HDA+∠TDH=90o , ∴DGFH 是一个边长为a 的正方形.∴GF=FH=a.TF ⊥AF ,TF=GT ―GF=b ―a.∴TFPB 是一个直角梯形,上底TF=b ―a ,下底BP=b ,高FP=a+(b ―a ).用数字表示面积的编号(如图),则以c 为边长的正方形的面积为543212S S S S S c ++++=①∵()[]()[]a b a a b b S S S -+∙-+=++21438=ab b 212-, 985S S S +=,∴824321S ab b S S --=+=812SS b --.② 把②代入①,得=922S S b ++=22a b +.∴222c b a =+.【证法6】(李锐证明)设直角三角形两直角边的长分别为a 、b (b>a ),斜边的长为c.做三个边长分别为a 、b 、c 的正方形,把它们拼成如图所示形状,使A 、E 、G 三点在一条直线上.用数字表示面积的编号(如图).∵∠TBE=∠ABH=90o , ∴∠TBH=∠ABE. 又∵∠BTH=∠BEA=90o ,BT=BE=b , ∴Rt ΔHBT ≌Rt ΔABE. ∴HT=AE=a. ∴GH=GT ―HT=b ―a.又∵∠GHF+∠BHT=90o ,∠DBC+∠BHT=∠TBH+∠∴∠GHF=∠DBC.∵DB=EB ―ED=b ―a ,∠HGF=∠BDC=90o , ∴Rt ΔHGF ≌Rt ΔBDC.即27S S =.过Q 作QM ⊥AG ,垂足是M.由∠BAQ=∠BEA=90o ,可知∠ABE =∠QAM ,而AB=AQ=c ,所以Rt ΔABE ≌Rt ΔQAM.又Rt ΔHBT ≌ Rt ΔABE.所以Rt ΔHBT ≌Rt ΔQAM.即58S S =.由Rt ΔABE ≌Rt ΔQAM ,又得QM=AE=a ,∠AQM=∠BAE.∵∠AQM+∠FQM=90o ,∠BAE+∠CAR=90o ,∠AQM=∠BAE , ∴∠FQM=∠CAR.又∵∠QMF=∠ARC=90o ,QM=AR=a ,∴Rt ΔQMF ≌Rt ΔARC.即64S S =.∵543212S S S S S c ++++=,612S S a +=,8732S S S b ++=,又∵27S S =,58S S =,64S S =,∴8736122S S S S S b a ++++=+=52341S S S S S ++++ =2c ,即222c b a =+.【证法7】(利用多列米定理证明)在Rt ΔABC 中,设直角边BC=a ,AC=b ,斜边AB=c (如图).过点A 作AD ∥CB ,过点B 作BD ∥CA ,则ACBD 为矩形,矩形ACBD 内接于一个圆.根据多列米定理,圆内接四边形对角线的乘积等于两对边乘积之和,有BD AC BC AD DC AB ∙+∙=∙, ∵AB=DC=c ,AD=BC=a , AC=BD=b ,∴222AC BC AB +=,即222b a c +=, ∴222c b a =+.【证法8】(利用反证法证明)如图,在Rt ΔABC 中,设直角边AC 、a 、b ,斜边AB 的长为c ,过点C 作CD ⊥AB ,垂足是D.假设222c b a ≠+,即假设222AB BC AC ≠+,则由AB AB AB ∙=2=()BD AD AB +=BD AB AD AB ∙+∙可知AD AB AC ∙≠2,或者BD AB BC ∙≠2.即AD :AC ≠AC :AB ,或者BD :BC ≠BC :AB.在ΔADC 和ΔACB 中,∵∠A=∠A ,∴若AD :AC ≠AC :AB ,则∠ADC ≠∠ACB. 在ΔCDB 和ΔACB 中, ∵∠B=∠B , ∴若BD :BC ≠BC :AB ,则 ∠CDB ≠∠ACB. 又∵∠ACB=90o ,∴∠ADC ≠90o ,∠CDB ≠90o.这与作法CD ⊥AB 矛盾.所以,222AB BC AC ≠+的假设不能成立. ∴222c b a =+.【证法9】(辛卜松证明)设直角三角形两直角边的长分别为a 、b ,斜边的长为c.作边长是a+b 的正方形ABCD.把正方形ABCD 划分成上方左图所示的几个部分,则正方形ABCD 的面积为()ab b a b a 2222++=+;把正方形ABCD 划分成上方右图所示的几个部分,则正方形ABCD 的面积为()22214c ab b a +⨯=+=22c ab +.∴22222c ab ab b a +=++, ∴222c b a =+.。
勾股定理500种证明方法
勾股定理500种证明方法
勾股定理,即边长为a、b、c的直角三角形满足a^2+b^2=c^2,是几何学中最为重要的定理之一、据说已经有超过500种不同的证明方法。
下面简要介绍其中的一些方法:
1.几何法:通过构造直角三角形,利用图形的性质来证明勾股定理。
例如,将正方形分为两个直角三角形,利用正方形边长的关系得到证明。
2.代数法:通过代数运算来证明勾股定理。
例如,设直角三角形的两条直角边分别为a和b,斜边为c,通过代数运算推导得到a^2+b^2=c^2
3.统计法:通过大量的实例来验证勾股定理。
例如,构造多个直角三角形,随机选择边长,计算并统计结果,验证a^2+b^2=c^2
4.数学归纳法:首先证明直角边长度为1和2的直角三角形满足勾股定理,然后利用数学归纳法证明任意长度的直角三角形都满足勾股定理。
5.微积分法:通过对直角三角形的边长关系进行微分或积分运算,推导出勾股定理。
6.反证法:假设存在一个三角形,满足a^2+b^2=c^2不成立,进而推出矛盾,以此证明勾股定理。
7.证明固定直角三角形的勾股定理,然后通过旋转、平移等变换,得到任意直角三角形的勾股定理。
8.二次函数法:将直角三角形的边长平方表示为二次函数,并证明该函数的图像与勾股定理相符。
9.数列法:通过构造特定的数列,利用数列的性质证明勾股定理。
上述只是列举了部分勾股定理的证明方法,实际上还有许多其他的方法。
不同的证明方法体现了数学的多样性和灵活性。
通过多种证明方法的探索和研究,我们可以更加深入地理解和应用勾股定理。
勾股定理9种证明(有图)
勾股定理的9种证明(有图)【证法1】(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, 则每个直角三角形的面积 等于2ab .把这四个直角三角形拼成如图所示形状, 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.v Rt △ HAE 坐 Rt △ EBF, ••• / AHE = / BEF.v / 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c 2.v Rt △ GDH 坐 Rt △ HAE, • / HGD = / EHA. v / HGD + / GHD = 90o,• / EHA + / GHD = 90o. 又v / GHE = 90o, • / DHA = 90o+ 90o= 180o.2• ABCD 是一个边长为a + b 的正方形,它的面积等于(a + b ).21 2a b 4 ab c222•2. • a b = c .【证法2】(梅文鼎证明)做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C 作AC 的延长线交DF 于/ EGF + / GEF = 90°, / BED + / GEF = 90 ° , / BEG =18(b — 90o= 90 o. 又 v AB = BE = EG = GA = c• / ABC + / CBE = 90o.v Rt △ ABC 坐 Rt △ EBD, • / ABC = / EBD.• / EBD + / CBE = 90o. 即 / CBD= 9Gb. 又 v / BDE = 90o ,Z BCP = 90o ,D 、E 、F 在一条直线上,且Rt △ GEF 幻Rt △ EBD, ABEG 是一个边长为c 的正方形.a b HH匕DA FbaP bCBC = 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GHCB 的面积为S,则21 b S2 ab, 2 1=S 2 ab2 ,a 2 +b 2 =c 2【证法3】(项明达证明)做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 )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 直线上. 过点Q 作QP// BC 交AC 于点P. 过点B 作BML PQ 垂足为M ;再过点 F 作FNL PQ 垂足为N.v / BCA = 90o , QP// BC • / MPC = 90o , v BM 丄 PQ• / BMP = 90o ,• BCPM 是一个矩形,即/ MBC = 90o.v / QBM + / MBA = / QBA = 90o , / ABC + / MBA = / MBC = 90o , • / QBM = / ABC又 v / BMP = 90o ,/ BCA = 90o , BQ = BA = c , • Rt △ BMQ 坐 Rt △ BCA.同理可证Rt △ QNF 幻Rt △ AEF.从而将问题转化为【证法4】(梅文鼎证明). 【证法4】(欧几里得证明)做三个边长分别为a 、b 、c 的正方形,把它们拼成如图所示形状,使 在一条直线上,连结BF CD.过 C 作 CL L DE 交AB 于点M 交DE 于点L.v AF = AC , AB = AD,/ FAB = / GAD• △ FAB 坐△ GADE 、A ,斜边长为C 三点在一条 H 、C B 三点 v △ FAB 的面积等于K△ GAD 的面积等于矩形ADLM 的面积的一半,二矩形ADLM 的面积二 同理可证,矩形 MLEE 的面积 v 正方形ADEB 勺面积 =矩形ADLM!勺面积+ /. c 2 a 2 b 2,即 a 2 -【证法5】(杨作玫证明) 做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.过A 作AF 丄AC AF 交GT 于F , AF 交DT 于 R.过B 作BP 丄AF,垂足为 E , DE 交 AF 于 H. v / BAD = 90o ,Z PAC = 90o , ••• / DAH = / BAC. 又 v / DHA = 90o ,Z BCA = 90o , AD = AB = c ,• Rt △ DHA 坐 Rt △ BCA. • DH = BC = a , AH = AC = b. 由作法可知,PBCA 是一个矩形, 所以 Rt △ APB 坐 Rt △ BCA.即 PB = CA = b , AP= a ,从v Rt △ DGT 坐 RtRt △ DHA 坐 Rt• Rt △ DGT 坐 Rt • DH = DG = a , 又 v / DGT = 90o ,2 a . =b 2 矩形MLEB 勺面积 b 2 =c 2. PH = b — a. △ BCA , △ BCA. △ DHA . / GDT = / HDA . / DHF = 90o ,P.过D 作DE 与CB 的延长线垂直,垂足为 / GDH = / GDT + / TDH = / HDA+Z TDH = 90o ,• DGFH 是一个边长为a 的正方形.• GF = FH = a . TF 丄AF , TF = GT — GF = b — a .• TFPB 是一个直角梯形,上底 TF=b-a ,下底BP= b ,高FP=a + (b —a ).用数字表示面积的编号(如图),则以c 为边长的正方形的面积为 c 2 = Si S 2 S 3 S 4 S 51S 8 +S 3 +S 4 =- b + (b - a )】• a + (b -a /v2S5 - S 8' S 9丄21 .S 3S 4-b 2 ab・・ 2把②代入①,得c^S iS 2b 2 -S^S 8S 8S 9①b 2 -1 ab2 ,2=bS2S 9 = b 2 川 a 2【证法6】(李锐证明)设直角三角形两直角边的长分别为 a 、b (b>a ),斜边的长为c.做三个边长分别为a 、 b 、c 的正方形,把它们拼成如图所示形状,使 A 、E 、G 三点在一条直线上.用数字表示 面积的编号(如图).v / TBE = / ABH = 900, ••• / TBH = / ABE. 又 v / BTH = / BEA = 900,BT = BE = b , • Rt △ HBT 坐 Rt △ ABE. • HT = AE = a. • GH = GT — HT = b — a. 又 v / GHF + / BHT = 900,/ DBC + / BHT = / TBH + • / GHF = / DBC.v DB = EB — ED = b — a , / HGF = / BDC = 90o , • Rt △ HGF 坐 Rt △ BDC.即 S ^ S 2.过 Q 作 QM L AG 垂足是 M.由/ BAQ = / BEA = 90o ,可知 / ABE =/ QAM 而 AB = AQ = c ,所以 Rt △ ABE 幻 Rt △ QAM .又 Rt △ HBT 幻Rt △ ABE.所以 Rt △ HBT 幻 Rt △ QAM .即 S 8 二 S 5.由 Rt △ ABE 坐 Rt △ QAM 又得 QM = AE = a ,/ AQM = / BAE.v / AQM + / FQM = 90o ,Z BAE + / CAR = 90o ,Z AQM = / BAE • / FQM = / CAR.【证法7】(利用多列米定理证明)• Rt △ QMF 坐 Rt △ ARC.即 S 4 =S6.• • c 2 =S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 a 2 S 6又v S 7 二 S 2 S g 二 S 5 S 4 二 S 6> > >• a 2 b 2 = S ! S 6 S 3 S 7 S 8=S iS 4 S 3 S 2 S 52=c ,即a 2 + b 2 =c 2.又 v / QMF = / ARC = 90o , QM = AR = a , b^ S 3 S 7 S 8R a A在Rt △ ABC 中,设直角边 BC= a , AC= b ,斜边AB = c (如图).过点A 作AD// CB, 过点B 作BD//CA 则ACBD 为矩形,矩形ACBD 内接于一个圆.根据多列米定理,圆内接 四边形对角线的乘积等于两对边乘积之和,有AB ・DC 二 AD ・BC AC *BD ,AB = DC = c , AD = BC = a , AC = BD = b ,AB 2 =BC 2 +AC 2,即 c 2 =a 2 +b 2 a 2 +b 2 =c 2【证法8】(利用反证法证明) 如图,在Rt △ ABC 中,设直角边 AG点C 作CDL AB 垂足是D.假设a 2 b 2=c 2,即假设AC 2 BC —AB 2,则由AB^AB *AB =AB AD BD =AB ・AD AB * BD可知 AC 2 式 AB ・AD ,或者 BC 2 式 AB ・BD .即 AD : AO AG AB 或者 BD : BO BC AB. 在厶ADC 和△ ACB 中, v / A = / A,.若 AD : AW AC AB 」 / AD 字/ ACB.在厶CDB 和△ ACB 中, v / B = / B ,.若 BD BW BC AB,贝S / CDB^Z ACB. 又v / ACB = 90o ,. / AD& 90o ,Z CD 字 90o. 这与作法CDLAB 矛盾.所以,/. a 2 b 2 = c 2.【证法9](辛卜松证明)设直角三角形两直角边的长分别为 a 、b,斜边的长为c.作边长是a+b 的正方形ABCD. 把正方形ABCD 划分成上方左图所示的几个部分,则正方形ABCD 的面积为 (a +bf =a +b +2ab ;把正方形ABCD 划分成上方右图所示的几个部分,则正方形 ABCD 勺21 2,.十.(a +b 『=4 乂一ab+c 2面积为 2= 2ab c .2 2 2.. a b 2ab 二 2ab c ,BC 的长度分别为a 、b ,斜边AB 的长为c ,过 AC 2 • BC 2 = AB 2的假设不能成立..a2+b2=c2.。
勾股定理16种经典证明方法
b a22+【证法1】〔课本的证明〕做8a 、b 、c 的正.2a 整以a 、b ab21.把这四个直角三角C 、G、D 三点在一条直线上.∵Rt Δ∴∠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c 2. ∵Rt ΔGDH ≌Rt ΔHAE, ∴∠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()2b a +.∴()22214c ab b a +⨯=+. ∴222c b a =+.【证法3】〔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,则每个直角三角形的面积等于ab21. 把这四个直角三角形拼成如下图形状.∵Rt ΔDAH ≌ Rt ΔABE, ∴∠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c 2. ∵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()2a b -.∴()22214c a b ab =-+⨯.∴222c b a =+. 【证法4】〔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,则每个直角三角形的面积等于ab21. 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. ∵Rt ΔEAD ≌Rt ΔCBE, ∴∠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221c .又∵∠DAE = 90º, ∠EBC = 90º,∴ AD ∥BC .∴ABCD 是一个直角梯形,它的面积等于()221b a +.∴()222121221c ab b a +⨯=+. ∴222c b a =+.【证法5】〔梅文鼎证明〕 做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C 作AC 的延长线交DF 于点P .∵D 、E 、F 在一条直线上,且Rt ΔGEF ≌Rt ΔEBD, ∴∠EGF = ∠BED ,∵∠EGF + ∠GEF = 90°,∴∠BED + ∠GEF = 90°,∴∠BEG =180º―90º= 90º.又∵AB = BE = EG = GA = c ,∴ABEG 是一个边长为c 的正方形.∴∠ABC + ∠CBE = 90º. ∵Rt ΔABC ≌Rt ΔEBD, ∴∠ABC = ∠EBD .∴∠EBD + ∠CBE = 90º.即∠CBD= 90º.又∵∠BDE = 90º,∠BCP = 90º,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abS c 2122⨯+=,∴222c b a =+. 【证法6】〔项明达证明〕做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. 把它们拼成如下图的多边形,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 = 90º,QP ∥BC , ∴∠MPC = 90º, ∵BM ⊥PQ ,∴∠BMP = 90º,∴BCPM 是一个矩形,即∠MBC = 90º. ∵∠QBM + ∠MBA = ∠QBA = 90º, ∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90º, ∴∠QBM = ∠ABC ,又∵∠BMP = 90º,∠BCA = 90º,BQ = BA = c , ∴Rt ΔBMQ ≌Rt ΔBCA .同理可证Rt ΔQNF ≌Rt ΔAEF . 从而将问题转化为【证法4】〔梅文鼎证明〕. 【证法7】〔欧几里得证明〕做三个边长分别为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221a,ΔGAD 的面积等于矩形ADLM 的面积的一半,∴ 矩形ADLM 的面积 =2a .同理可证,矩形MLEB 的面积 =2b .∵ 正方形ADEB 的面积= 矩形ADLM 的面积 + 矩形∴222b ac += ,即 222c b a =+. 【证法8】〔利用相似三角形性质证明〕如图,在Rt ΔABC 中,设直角边AC 、BC 的长度分别为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AB AD AC •=2.同理可证,ΔCDB ∽ΔACB ,从而有AB BD BC •=2.∴()222AB AB DB AD BC AC =•+=+,即 222c b a =+.【证法9】〔作玫证明〕做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.把它们拼成如下图的多边形. 过A 作AF ⊥AC ,AF 交GT 于F ,AF 交DT 于R . 过B 作BP ⊥AF ,垂足为P . 过D 作DE 与CB 的延长线垂直,垂足为E ,DE 交AF 于H .∵∠BAD = 90º,∠PAC = 90º, ∴∠DAH = ∠BAC . 又∵∠DHA = 90º,∠BCA = 90º,AD = AB = c ,∴Rt ΔDHA ≌Rt ΔBCA . ∴DH = BC = a ,AH = AC = b . 由作法可知, PBCA 是一个矩形, 所以 Rt ΔAPB ≌Rt ΔBCA . 即PB = CA = b ,AP= a ,从而PH = b ―a .∵Rt ΔDGT ≌Rt ΔBCA ,Rt ΔDHA ≌Rt ΔBCA .∴Rt ΔDGT ≌Rt ΔDHA .∴DH = DG = a ,∠GDT = ∠HDA . 又∵∠DGT = 90º,∠DHF = 90º,∠GDH = ∠GDT + ∠TDH = ∠HDA+ ∠TDH = 90º, ∴DGFH 是一个边长为a 的正方形.∴GF = FH = a . TF ⊥AF ,TF = GT ―GF = b ―a .∴ TFPB 是一个直角梯形,上底TF=b ―a ,下底BP= b ,高FP=a +〔b ―a 〕. 用数字表示面积的编号〔如图〕,则以c 为边长的正方形的面积为543212S S S S S c ++++=①∵()[]()[]a b a a b b S S S -+•-+=++21438=ab b 212-, 985S S S +=,∴824321S ab b S S --=+=812SS b --.② 把②代入①,得=922S S b ++ = 22a b +. ∴222c b a =+. 【证法10】〔锐证明〕设直角三角形两直角边的长分别为a 、b 〔b>a 〕,斜边的长为c . 做三个边长分别为a 、b 、c 的正方形,把它们拼成如下图形状,使A 、E 、G 三点在一条直线上. 用数字表示面积的编号〔如图〕.∵∠TBE = ∠ABH = 90º, ∴∠TBH = ∠ABE .又∵∠BTH = ∠BEA = 90º,BT = BE = b ,∴Rt ΔHBT ≌Rt ΔABE . ∴HT = AE = a . ∴GH = GT ―HT = b ―a .又∵∠GHF + ∠BHT = 90º,∠DBC + ∠BHT = ∠TBH + ∠BHT = 90∴∠GHF = ∠DBC .∵ DB = EB ―ED = b ―a ,∠HGF = ∠BDC = 90º,∴Rt ΔHGF ≌Rt ΔBDC . 即27S S =.过Q 作QM ⊥AG ,垂足是M . 由∠BAQ = ∠BEA = 90º,可知∠ABE = ∠QAM ,而AB = AQ = c ,所以Rt ΔABE ≌Rt ΔQAM . 又Rt ΔHBT ≌ Rt ΔABE . 所以Rt ΔHBT ≌Rt ΔQAM .即58S S =.由Rt ΔABE ≌Rt ΔQAM ,又得QM = AE = a ,∠AQM = ∠BAE .∵∠AQM + ∠FQM = 90º,∠BAE + ∠CAR = 90º,∠AQM = ∠BAE , ∴∠FQM = ∠CAR .又∵∠QMF = ∠ARC = 90º,QM = AR = a ,∴Rt ΔQMF ≌Rt ΔARC . 即64S S =.∵543212S S S S S c ++++=,612S S a +=,8732S S S b ++=, 又∵27S S =,58S S =,64S S =,∴8736122S S S S S b a ++++=+ =52341S S S S S ++++ =2c ,即 222c b a =+. 【证法11】〔利用切割线定理证明〕在Rt ΔABC 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 的延长线分别于D 、E ,则BD = BE = BC = a . 因为∠BCA = 90º,点C 在⊙B 上,所以AC 是⊙B 的切线. 由切割线定理,得=()()BD AB BE AB -+ =()()a c a c -+ = 22a c -, 即222a c b -=,∴222c b a =+. 【证法12】〔利用多列米定理证明〕在Rt ΔABC 中,设直角边BC = a ,AD ∥CB ,过点B 作BD ∥CA ,则ACBD 为矩形,矩形ACBD 接于一个圆. 根据多列米定理,圆接四边形对角线的乘积等于两对边乘积之和,有BD AC BC AD DC AB •+•=•,∵ AB = DC = c ,AD = BC = a , AC = BD = b ,∴222AC BC AB +=,即 222b a c +=,∴222c b a =+.【证法13】〔作直角三角形的切圆证明〕在Rt ΔABC 中,设直角边BC = a ,AC = b ,斜边O ,切点分别为D 、E 、F 〔如图〕,设⊙O 的半径为r .∵ AE = AF ,BF = BD ,CD = CE ,∴()()()BF AF CD BD CE AE AB BC AC +-+++=-+= CD CE += r + r = 2r,即r c b a 2=-+,∴c r b a +=+2. ∴()()222c r b a +=+,即 ()222242c rc r ab b a ++=++,∵abS ABC 21=∆, ∴ABC S ab ∆=42, 又∵AOC BOCAOB ABC S S S S ∆∆∆∆++= = br ar cr 212121++ = ()r c b a ++21= ()r c c r ++221= rc r +2,∴()ABC S rc r ∆=+442, ∴()ab rc r242=+,∴22222c ab ab b a +=++, ∴222c b a =+. 【证法14】〔利用反证法证明〕如图,在Rt ΔABC 中,设直角边AC 、BC 的长度分别为a 、b ,斜边AB 的长为c ,过点C 作CD ⊥AB ,垂足是D .假设222c b a ≠+,即假设 222AB BC AC ≠+,则由AB AB AB •=2=()BD AD AB +=BD AB AD AB •+•可知 AD AB AC •≠2,或者 BD AB BC •≠2. 即 AD :AC ≠AC :AB ,或者 BD :BC ≠BC :AB .在ΔADC 和ΔACB 中, ∵∠A = ∠A , ∴假设 AD :AC ≠AC :AB ,则 ∠ADC ≠∠ACB . 在ΔCDB 和ΔACB 中, ∵∠B = ∠B ,∴假设BD :BC ≠BC :AB ,则 ∠CDB ≠∠ACB . 又∵∠ACB = 90º,∴∠ADC ≠90º,∠CDB ≠90º.这与作法CD ⊥AB 矛盾. 所以,222AB BC AC ≠+的假设不能成立.∴222c b a =+.【证法15】〔辛卜松证明〕ABCD . 把正方形ABCD 划分ABCD 划分成上方右图 ()2b a +∴2a +2c =.【证法〔b>a 〕a 、b 的正方形〔b>a 〕,把它. . D D在EH = b 上截取ED = a ,连结DA 、DC , 则 AD = c .∵EM = EH + HM = b + a , ED = a ,∴DM = EM ―ED = ()a b +―a = b .又∵∠CMD = 90º,CM = a ,∠AED = 90º, AE = b , ∴Rt ΔAED ≌Rt ΔDMC .∴∠EAD = ∠MDC ,DC = AD = c . ∵∠ADE + ∠ADC+ ∠MDC =180º,∠ADE + ∠MDC = ∠ADE + ∠EAD = 90º,∴∠ADC = 90º.∴ 作AB ∥DC ,CB ∥DA ,则ABCD 是一个边长为c 的正方形. ∵∠BAF + ∠FAD = ∠DAE + ∠FAD = 90º, ∴∠BAF=∠DAE .连结FB ,在ΔABF 和ΔADE 中,∵AB =AD = c ,AE = AF = b ,∠BAF=∠DAE , ∴ΔABF ≌ΔADE .∴∠AFB = ∠AED = 90º,BF = DE = a . ∴ 点B 、F 、G 、H 在一条直线上. 在Rt ΔABF 和Rt ΔBCG 中,∵AB = BC = c ,BF = CG = a , ∴Rt ΔABF ≌Rt ΔBCG .∵54322S S S S c +++=, 6212S S S b ++=,732S S a +=, 76451S S S S S +===,∴6217322S S S S S b a ++++=+ =()76132S S S S S ++++ =5432S S S S +++ =2c∴222c b a =+.。
10种勾股定理的证明方法
10种勾股定理的证明方法1什么是勾股定理勾股定理,又称勾股论,是基督教神学家和物理学家第乌里希(Pythagoras)在公元前6世纪提出的一个名言:在给定一个直角三角形中,直角两边的平法相加,等于直角边的平方。
也就是说,在一个直角三角形中,腰边的平方等于两个斜边的平方和。
2勾股定理的表示形式勾股定理可以用一下式子表示:a²+b²=c²,其中a和b是直角三角形的两个斜边,c是这个直角三角形的直角腰边。
3关于勾股定理的10种证明方法1.构造法:构造带有两个相等斜边a和b的两个直角三角形,以证明a²+b²=c²。
2.投影定理:利用投影定理将这些斜边投影,使两个三角形等同,从而证明勾股定理。
3.物理四边形法:采用正方形,梯形和菱形将这三角形组合成一个完整的四边形,证明了勾股定理。
4.三角不等式:根据直角三角形的三角不等式来证明a²+b²>c²。
5.毕达哥拉斯定理:该定理指出,在给定一个直角三角形时,斜边的平方和等于两个斜边相乘再乘以直角边的任何一个数字。
6.幂法:将a²+b²和c²都改写成几次幂的形式,然后将两个完整的当作可以对等的数字比较,从而证明勾股定理。
7.等差数列法:分别建立一个等差数列和一个等比数列,将它们相加,可以得到勾股定理的完整证明。
8.泰勒公式:根据勾股定理,a²+b²=c²,用泰勒公式解析勾股定理,就能得出正确的结论。
9.三角函数法:将勾股定理表示为正弦、余弦和正切的函数关系,根据不同的三角函数的关系证明勾股定理。
10.几何图表法:将斜边a、b、c绘制成一个两个直角三角形的示意图,并且两个三角形的直角边的和是刚好相等的,可以读出完整的证明。
4结论勾股定理是一个经典的定理,已被证明是绝对正确的,而证明它的方法也分多种。
从上面这10种证明方法中,我们可以看出,勾股定理可以通过计算、构造、投影和其它几何变换理论来证明。
勾股定理500种证明方法
勾股定理500种证明方法
勾股定理是数学中的基本定理之一,有着广泛的应用和许多证明方法。
下面介绍一些常见的证明方法:
1.几何证明法:利用几何图形构造,例如在直角三角形的两个直角边
上分别构造平方和的面积相等,然后利用面积的性质进行证明。
2.代数证明法:利用代数式推导和变换,例如假设直角三角形的三边
长度为a、b和c,然后将直角三角形的两边长度的平方相加,利用分配
律和可交换性进行推导。
3.数学归纳法:先证明三边全为整数的勾股三元组存在,然后利用数
学归纳法证明勾股三元组的通解存在。
4.平行四边形证明法:构造直角三角形的对角线,利用平行四边形的
性质推导得出结论。
5.等腰三角形证明法:构造以直角为顶点的等腰三角形,利用等腰三
角形的性质推导得出结论。
6.射影证明法:构造勾股定理三角形的高,利用射影的性质进行证明。
7.相似三角形证明法:构造与直角三角形相似的三角形,利用相似三
角形的性质进行证明。
8.三角函数证明法:利用正弦、余弦和正切函数的性质进行证明。
9.黎曼几何证明法:利用黎曼几何的相关定理和性质进行证明。
10.三角恒等式证明法:利用三角恒等式进行推导和变换,将勾股定
理转化为等式的形式进行证明。
还有许多其他的证明方法,如使用卡西尼恒等式、向量法等。
总共可能有上百种证明方法,每种方法都有其独特的思路和证明过程。
由于篇幅限制,无法一一详细介绍所有方法,但上述方法已经涵盖了常见的证明思路。
勾股定理16种验证策略
勾股定理16种验证策略1. 几何证明法通过构建直角三角形的几何图形,证明勾股定理成立。
2. 代数证明法利用代数运算和等式推导,将直角三角形的边长平方表示出来,证明勾股定理成立。
3. 向量证明法将直角三角形的边通过向量表示,并利用向量的内积和模长的关系,证明勾股定理成立。
4. 三角函数证明法利用正弦、余弦和正切等三角函数的关系式,将直角三角形的边长关联起来,证明勾股定理成立。
5. 数学归纳法采用数学归纳法,先证明勾股定理对于最简单的情况成立,再通过推理证明对于更复杂的情况也成立。
6. 相似三角形证明法通过构造相似的三角形,利用比例关系和相似三角形的性质,证明勾股定理成立。
7. 微积分证明法利用微积分的方法,对直角三角形的边长进行函数表示,然后求取函数的导数和积分,证明勾股定理成立。
8. 积分几何证明法通过对直角三角形的边长进行积分几何的分析,利用积分几何的定理,证明勾股定理成立。
9. 数学分析证明法通过数学分析的方法对直角三角形的边长进行求导、求极限等操作,证明勾股定理成立。
10. 反证法假设勾股定理不成立,通过推理推导出矛盾的结论,从而证明勾股定理成立。
11. 图论证明法通过将直角三角形的边长画成图形,在图论的框架下进行证明,证明勾股定理成立。
12. 抽象代数证明法利用抽象代数的相关知识和结构,对直角三角形的边长进行抽象化的操作,证明勾股定理成立。
13. 构造证明法通过构造合适的例子和图形,演示勾股定理成立的过程,证明勾股定理成立。
14. 解析几何证明法利用解析几何的坐标系和坐标运算,对直角三角形的边长进行分析和计算,证明勾股定理成立。
15. 三角形相似定理证明法利用三角形相似定理,将直角三角形与其他三角形进行比较,从而证明勾股定理成立。
16. 概率统计证明法通过概率统计的方法,分析直角三角形的边长的概率分布和统计特征,证明勾股定理成立。
以上是勾股定理的16种验证策略,每种策略都可以用来证明勾股定理的成立。
勾股定理十种证明
勾股定理十种证明勾股定理,也称为毕达哥拉斯定理,是最古老的几何定理之一,被公认为是其中最优雅之处。
在几何学中,勾股定理犹如一面旗帜,引领着数学探索的方向。
它对于理解平面几何,特别是直角三角形的形成,是不可缺少的。
勾股定理宣称:“一个直角三角形的两条斜边的平方和等于它的斜边的平方。
”历史上,许多杰出的数学家都曾试图用更多的方法来证明勾股定理,其中有些广为人知的证明有以下十种:第一种,极限法证明:把直角三角形拆分为无数个梯形,然后利用极限思想可以证明勾股定理。
第二种,边角定理证明:由边角定理可以简捷地证明勾股定理。
第三种,比例定理证明:利用比例定理和勾股定理的平方和来证明勾股定理。
第四种,向量法证明:通过直角三角形两条斜边的相加以及其面积的向量证明,可以证明勾股定理。
第五种,反证法证明:通过假设勾股定理不成立,然后反向推导至矛盾,从而证明勾股定理。
第六种,几何图形法证明:通过勾股定理相关的面积比和图形证明勾股定理。
第七种,数学归纳法证明:通过数学归纳法对勾股定理改写成一系列合取式,然后证明勾股定理。
第八种,三角函数法证明:通过三角函数求解勾股定理,从而证明勾股定理。
第九种,几何等价法证明:通过几何等价性的抽象表示和抽象证明,可以证明勾股定理。
第十种,代数法证明:通过把直角三角形的斜边和直角数进行代数处理,可以证明勾股定理。
以上十种证明方法,都可以从不同角度解释勾股定理,让我们更加深刻地理解它。
它首先可以从这样一个角度来理解:每个直角三角形都有一个完全统一的结构,其两条斜边平方和等于该斜边的平方。
从代数的角度来看,勾股定理可以用一个比较简单的方程式来表示:a2+b2=c2,这就是勾股定理的定义。
勾股定理被用于各种应用场景,其精髓在于它利用数学抽象的方式来解释实际的物理规律,并且它的证明方法多种多样,有能力深入地理解并把握它的精粹。
它是一个充满智慧的定理,深受各种学科的研究者和爱好者的喜爱,在现代科学中仍起着重要的作用。
勾股定理的证明方法十种过程
勾股定理的证明方法十种过程全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:勾股定理,又称毕达哥拉斯定理,是几何学中最基础的定理之一。
它表明在直角三角形中,直角的两边的平方和等于斜边的平方。
勾股定理的证明方法有很多种,下面我将介绍十种常用的证明过程。
一、几何证明法1. 利用相似三角形的性质,构造辅助线,将直角三角形分割成两个直角三角形,再利用勾股定理的定义证明斜边的平方等于直角两边的平方和。
2. 利用平行线的性质,构造辅助线,形成四边形,再利用四边形的性质推导出勾股定理。
二、代数证明法1. 利用代数方法将直角三角形的三边长度表示成a,b,c,利用勾股定理的定义列出等式a^2 + b^2 = c^2,再进行变形推导得到结论。
2. 利用向量法,将三角形的三个顶点表示成二维向量,用向量的性质证明直角三角形满足勾股定理。
三、三角函数证明法1. 利用正弦、余弦、正切等三角函数的关系,将直角三角形的三条边长和角度联系起来,通过三角函数的计算推导出勾股定理。
2. 利用三角函数的定义,将角度和边长关系转换成三角函数的等式,再通过化简和运算得到勾股定理。
五、解析几何证明法1. 利用直角三角形在坐标平面上的表示,用坐标的差和平方和表达斜边和直角两边之间的关系,进行运算保证两边相等。
2. 利用解析几何的方法,利用两直线间的距离公式和直线的斜率关系,推导出勾股定理成立的条件。
七、数学归纳法证明法1. 从一个特殊的直角三角形出发,比如3-4-5直角三角形,验证勾股定理成立。
然后假设勾股定理对于n=1的情况成立,推导出n=k+1的情况也成立,利用数学归纳法证明定理的普遍性。
2. 从勾股数列的性质入手,证明勾股定理的普遍性。
十、几何变换证明法1. 利用几何变换,比如平移、旋转等,将直角三角形变换成其他几何形状,再通过形状不变性证明勾股定理。
2. 利用相似性和对称性的变换,将直角三角形转化成其他几何形状,结合几何形状的性质证明勾股定理的成立。
勾股定理的证明16种方法
勾股定理的证明【证法1】(课本的证明)做8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 ,再做三个边长分别为a 、b 、c 的正方形,把它们像上图那样拼成两个正方形.从图上可以看到,这两个正方形的边长都是a + b a + b,所以面积相等,所以面积相等. 即 abc ab b a 214214222´+=´++, 整理得整理得 222c b a =+. 【证法2】(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,则每个直角三角形的面积等于ab21. 把这四个直角三角形拼成如图所示形状,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. ∵ Rt ΔHAE ≌ Rt ΔEBF , ,∴ ∠AHE = ∠BEF . ∵ ∠AEH + ∠AHE = 90º, ∴ ∠AEH + ∠BEF = 90º. ∴ ∠HEF = 180º―º―90º= 90º. ∴ 四边形EFGH 是一个边长为c 的正方形. 它的面积等于c 2. ∵ Rt ΔGDH ≌ Rt ΔHAE , , ∴ ∠HGD = ∠EHA . ∵ ∠HGD + ∠GHD = 90º, ∴ ∠EHA + ∠GHD = 90º. 又∵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()2b a +. ∴ ()22214c ab b a +´=+. ∴ 222c b a =+.D G C F A HE B a b ca bc a bc a b c ba b a b ab ac b a c b a cb ac b a c b a c b aab c c D 1ba c G A CB F E HP H GE C B A ab c abc ab c a bc c c b ac b aA BEP Q M N1A BD a c b c b a cb aA B CG H M987654321P QR H G E C B A a b cabc ccBHT = 90º,º,º, M QT G F E D C B A cb a 87654321abaaBA C Dcba ca b cACB Dcba r r r O F E D BA D a c bab 21ab 21ab 21ab 212c 2b 2a B C Cb a b a b a bab ac c c c b ab ab b a b aEAD = 90º,º,º, A B C D E F G H Mab c a b ca c abc 1234567。
勾股定理的十六种证明方法
勾股定理的十六种证明方法
1.几何法:构造一个直角三角形,利用勾股定理求出斜边长。
2. 代数法:将直角三角形三边的长度带入勾股定理的公式中,证明等式成立。
3. 数学归纳法:证明当斜边长为n时,勾股定理成立,再证明当斜边长为n+1时,勾股定理仍然成立。
4. 三角函数法:利用正弦、余弦、正切等三角函数的定义,证明勾股定理。
5. 相似三角形法:利用相似三角形的性质,证明勾股定理。
6. 矩形法:将一个直角三角形内切于一矩形中,从而证明勾股定理。
7. 差积公式法:利用差积公式(a+b)(a-b)=a-b,证明勾股定理。
8. 面积法:利用直角三角形的两条直角边构成一个矩形,证明勾股定理。
9. 旋转法:将一个直角三角形绕其斜边旋转,证明勾股定理。
10. 图像法:将勾股定理表示为x+y=z的图像,证明勾股定理。
11. 平行四边形法:将直角三角形内切于一个平行四边形中,从而证明勾股定理。
12. 三角形面积法:利用直角三角形的面积公式1/2ab,证明勾股定理。
13. 坐标法:将直角三角形的三个顶点的坐标表示出来,利用距离公式证明勾股定理。
14. 行列式法:利用行列式公式证明勾股定理。
15. 夹角法:通过两向量的夹角关系推导出勾股定理。
16. 对数法:利用对数函数的性质,证明勾股定理。
勾股定理的九种证明方法(附图)
勾股定理的九种证明方法(附图)勾股定理的证明方法一、传说中毕达哥拉斯的证法(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。
二、美国第20任总统茄菲尔德的证法(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。
三、相似三角形的证法:4.相似三角形的方法:在学习了相似三角形以后,我们知道在直角三角形中,斜边上的高把这个直角三角形所分成的两个三直角角形与原三角形相似。
CAD∴ 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a^2+b^2=c^2六、欧几里德射影定理证法:如图,Rt△ABC中,∠ABC=90°,AD是斜边BC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;,即(AB)^2;+(BC)^2;=(AC)^2七、杨作玫证法:做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. 过A作AF⊥AC,AF交GT于F,AF交DT于R. 过B作BP⊥AF,垂足为P. 过D 作DE与CB的延长线垂直,垂足为E,DE交AF于H.∵∠BAD = 90º,∠PAC = 90º,∴∠DAH = ∠BAC.又∵∠DHA = 90º,∠BCA = 90º,AD = AB = c,∴RtΔDHA ≌RtΔBCA.∴DH = BC = a,AH = AC = b.由作法可知,PBCA 是一个矩形,所以RtΔAPB ≌RtΔBCA. 即PB = CA = b,AP= a,从而PH = b―a.987654321PQR HG Dabcaccc∵ Rt ΔDGT ≌ Rt ΔBCA , Rt ΔDHA ≌ Rt ΔBCA. ∴ Rt ΔDGT ≌ Rt ΔDHA .∴ DH = DG = a ,∠GDT = ∠HDA . 又∵ ∠DGT = 90º,∠DHF = 90º,∠GDH = ∠GDT + ∠TDH = ∠HDA+ ∠TDH = 90º, ∴ DGFH 是一个边长为a 的正方形.∴ GF = FH = a . TF ⊥AF ,TF = GT ―GF = b ―a . ∴ TFPB 是一个直角梯形,上底TF=b ―a ,下底BP= b ,高FP=a +(b ―a ). 用数字表示面积的编号(如图),则以c 为边长的正方形的面积为 543212S S S S S c ++++= ① ∵()[]()[]a b a a b b S S S -+•-+=++21438 =ab b 212-, 985S S S +=,∴ 824321S ab b S S --=+=812SS b -- . ② 把②代入①,得98812212S S S S b S S c ++--++== 922S S b ++ = 22a b +. ∴ 222c b a =+.八、陈杰证法:设直角三角形两直角边的长分别为a 、b (b>a ),斜边的长为c. 做两个边长分别为a 、b 的正方形(b>a ),把它们拼成如图所示形状,使E 、H 、M 三点在一条直线上. 用数字表示面积的编号(如图).在EH = b 上截取ED = a ,连结DA 、DC , 则 AD = c. ∵ EM = EH + HM = b + a , ED = a , ∴ DM = EM ―ED = ()a b +―a = b. 又∵ ∠CMD = 90º,CM = a , ∠AED = 90º, AE = b , ∴ Rt ΔAED ≌ Rt ΔDMC. ∴ ∠EAD = ∠MDC ,DC = AD = c.∵ ∠ADE + ∠ADC+ ∠MDC =180º, ∠ADE + ∠MDC = ∠ADE + ∠EAD = 90º, ∴ ∠ADC = 90º.∴ 作AB ∥DC ,CB ∥DA ,则ABCD 是一个边长为c 的正方形. ∵ ∠BAF + ∠FAD = ∠DAE + ∠FAD = 90º, ∴ ∠BAF=∠DAE.连结FB ,在ΔABF 和ΔADE 中,∵ AB =AD = c ,AE = AF = b ,∠BAF=∠DAE , ∴ ΔABF ≌ ΔADE.BD F Gab ca b cac a b c 1234567∴ ∠AFB = ∠AED = 90º,BF = DE = a. ∴ 点B 、F 、G 、H 在一条直线上. 在Rt ΔABF 和Rt ΔBCG 中, ∵ AB = BC = c ,BF = CG = a , ∴ Rt ΔABF ≌ Rt ΔBCG.∵ 54322S S S S c +++=, 6212S S S b ++=, 732S S a +=, 76451S S S S S +===, ∴6217322S S S S S b a ++++=+ =()76132S S S S S ++++=5432S S S S +++=2c ∴ 222c b a =+.九、辛卜松证法:设直角三角形两直角边的长分别为a 、b ,斜边的长为c. 作边长是a+b 的正方形ABCD. 把正方形ABCD 划分成上方左图所示的几个部分,则正方形ABCD 的面积为 ()ab b a b a 2222++=+;把正方形ABCD 划分成上方右图所示的几个部分,则正方形ABCD 的面积为 ()22214c ab b a +⨯=+ =22c ab +.∴ 22222c ab ab b a +=++,∴ 222c b a =+.ab 21ab 21ab 21ab 212c 2b 2aAD B Bab aba bb a ccccb a ab ab ba b a。
勾股定理20种证明方法
勾股定理20种证明方法勾股定理是中国古代数学中的一个重要定理,也被称为勾股三角形定理,它是指直角三角形中,直角边的平方等于两直角边的平方和。
勾股定理的发现和证明有很多方法,下面我们来看看20种不同的证明方法。
1. 几何方法:这是最常见的证明方法,可以通过绘制直角三角形,然后运用几何知识来证明。
2. 代数方法:可以通过代数运算来证明,将直角三角形的三边长度表示为变量,然后通过代数运算得出结论。
3. 物理方法:可以利用物理学知识,比如平面几何法,来证明勾股定理。
4. 数学归纳法:可以运用数学归纳法来证明勾股定理,将直角三角形的边长依次递增,然后证明其中一个等式成立,推导出其他情况。
5. 解析几何法:可以通过解析几何的方法,利用坐标系和直线方程来证明勾股定理。
6. 函数法:可以通过函数图像和函数性质来证明勾股定理。
7. 同余定理方法:可以通过同余定理来证明勾股定理。
8. 三角函数方法:可以运用三角函数的性质和公式来证明勾股定理。
9. 相似三角形方法:可以通过相似三角形的性质来证明勾股定理。
10. 斜率方法:可以运用直线的斜率来证明勾股定理。
11. 反证法:可以通过反证法来证明勾股定理,假设直角三角形的三边不符合勾股定理,然后推导出矛盾。
12. 三角形面积法:可以通过计算直角三角形的面积来证明勾股定理。
13. 欧拉定理法:可以通过欧拉定理来证明勾股定理。
14. 空间几何法:可以将直角三角形的顶点放置在空间中,运用空间几何知识来证明勾股定理。
15. 弦与切线相交定理:可以利用弦与切线相交的性质来证明勾股定理。
16. 数列方法:可以通过构造数列,运用数列的性质来证明勾股定理。
17. 微积分方法:可以通过微积分的知识来证明勾股定理。
18. 统计方法:可以通过统计实验来证明勾股定理,比如通过大量的直角三角形数据验证勾股定理成立。
19. 推广方法:可以通过勾股定理的推广形式来证明勾股定理,比如勾股定理的逆定理。
20. 全等三角形法:可以通过全等三角形的性质来证明勾股定理。
勾股定理16种证明途径
勾股定理16种证明途径勾股定理是数学中一条重要的几何定理,它指出在直角三角形中,直角边的平方和等于斜边的平方。
本文将介绍勾股定理的16种证明途径。
1. 几何证明通过构造几何图形,利用平行线、相似三角形等几何性质来证明勾股定理。
2. 代数证明通过代数运算和方程的求解,将勾股定理转化为数学问题并证明。
3. 向量证明利用向量运算和向量的性质来证明勾股定理成立。
4. 科学计算证明利用计算机科学的方法,通过数值计算和模拟实验来论证勾股定理的正确性。
5. 几何相似证明通过几何相似的定义及相关性质,推导出勾股定理。
6. 枚举证明通过穷举直角三角形的边长组合,证明勾股定理在所有情况下都成立。
7. 数学归纳法证明通过归纳论证,证明勾股定理在特定情况下成立后,再扩展到所有情况。
8. 黎曼积分证明通过计算勾股定理中的三角函数的积分,证明定理的正确性。
9. 复数证明利用复数的性质和运算,推导出勾股定理成立。
10. 微积分证明通过对直角三角形某一边长的导数和其他边长的关系进行求导证明。
11. 数学逻辑证明通过数学逻辑推理,推导出勾股定理的正确性。
12. 平行四边形证明通过利用平行四边形的性质,将勾股定理转化为平行四边形的关系来证明。
13. 矩阵证明利用矩阵的乘法和特性,将勾股定理转化为矩阵运算的问题来证明。
14. 动态几何证明通过动态几何软件进行几何运算和构造,反复演示直角三角形的变化来证明定理。
15. 平面拓扑证明通过平面拓扑的理论,引入拓扑性质讨论直角三角形构造和斜边的关系。
16. 微分几何证明通过微分几何的定理和公式,推导出勾股定理的正确性。
以上是勾股定理的16种证明途径,每种途径都有其独特的证明思路和方法。
通过了解不同的证明方式,可以更好地理解和应用勾股定理。
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勾股定理的9种证明(有图)
【证法1】(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,则每个直角三角形的面积等于. 把这四个直角三角形拼成如图所示形状,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2】(梅文鼎证明)
做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 =180º―90º= 90º.
又∵ AB = BE = EG = GA = c,
∴ ABEG是一个边长为c的正方形.
∴∠ABC + ∠CBE = 90º.
∵ RtΔABC ≌ RtΔEBD,
∴∠ABC = ∠EBD.
∴∠EBD + ∠CBE = 90º.
即∠CBD= 90º.
又∵∠BDE = 90º,∠BCP = 90º,
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
,
∴ .
【证法3】(项明达证明)
做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 = 90º,QP∥BC,
∴∠MPC = 90º,
∵ BM⊥PQ,
∴∠BMP = 90º,
∴ BCPM是一个矩形,即∠MBC = 90º.
∵∠QBM + ∠MBA = ∠QBA = 90º,
∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90º,
∴∠QBM = ∠ABC,
又∵∠BMP = 90º,∠BCA = 90º,BQ = BA = c,
∴ RtΔBMQ ≌ RtΔBCA.
同理可证RtΔQNF ≌ RtΔAEF.
从而将问题转化为【证法4】(梅文鼎证明).
【证法4】(欧几里得证明)
做三个边长分别为a、b、c的正方形,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 .
【证法5】(杨作玫证明)
做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. 过A作AF⊥AC,AF交GT 于F,AF交DT于R. 过B作BP⊥AF,垂足为P. 过D作DE与CB的延长线垂直,垂足为E,DE交AF于H.
∵∠BAD = 90º,∠PAC = 90º,
∴∠DAH = ∠BAC.
又∵∠DHA = 90º,∠BCA = 90º,
AD = AB = c,
∴ RtΔDHA ≌ RtΔBCA.
∴ DH = BC = a,AH = AC = b.
由作法可知, PBCA 是一个矩形,
所以 RtΔAPB ≌ RtΔBCA. 即PB =
CA = b,AP= a,从而PH = b―a.
∵ RtΔDGT ≌ RtΔBCA ,
RtΔDHA ≌ RtΔBCA.
∴ RtΔDGT ≌ RtΔDHA .
∴ DH = DG = a,∠GDT = ∠HDA .
又∵∠DGT = 90º,∠DHF = 90º,
∠GDH = ∠GDT + ∠TDH = ∠HDA+ ∠TDH = 90º,
∴ DGFH是一个边长为a的正方形.
∴ GF = FH = a . TF⊥AF,TF = GT―GF = b―a .
∴ TFPB是一个直角梯形,上底TF=b―a,下底BP= b,高FP=a +(b―a).
用数字表示面积的编号(如图),则以c为边长的正方形的面积为
①
∵ = ,
,
∴ = . ②
把②代入①,得
= = .
∴ .
【证法6】(李锐证明)
设直角三角形两直角边的长分别为a、b(b>a),斜边的长为c. 做三个边长分别为a、b、c的正方形,把它们拼成如图所示形状,使A、E、G三点在一条直线上. 用数字表示面积的编号(如图).
∵∠TBE = ∠ABH = 90º,
∴∠TBH = ∠ABE.
又∵∠BTH = ∠BEA = 90º,
BT = BE = b,
∴ RtΔHBT ≌ RtΔABE.
∴ HT = AE = a.
∴ GH = GT―HT = b―a.
又∵∠GHF + ∠BHT = 90º,
∠DBC + ∠BHT = ∠TBH + ∠BHT = 90º,
∴∠GHF = ∠DBC.
∵ DB = EB―ED = b―a,
∠HGF = ∠BDC = 90º,
∴ RtΔHGF ≌ RtΔBDC. 即 .
过Q作QM⊥AG,垂足是M. 由∠BAQ = ∠BEA = 90º,可知∠ABE
= ∠QAM,而AB = AQ = c,所以RtΔABE ≌ RtΔQAM . 又RtΔHBT ≌
RtΔABE. 所以RtΔHBT ≌ RtΔQAM . 即 .
由RtΔABE ≌ RtΔQAM,又得QM = AE = a,∠AQM = ∠BAE.
∵∠AQM + ∠FQM = 90º,∠BAE + ∠CAR = 90º,∠AQM = ∠BAE,
∴∠FQM = ∠CAR.
又∵∠QMF = ∠ARC = 90º,QM = AR = a,
∴ RtΔQMF ≌ RtΔARC. 即.
∵,,,
又∵,,,
∴
=
=,
即 .
【证法7】(利用多列米定理证明)
在RtΔABC中,设直角边BC = a,AC = b,斜边AB = c(如图). 过点A作AD∥CB,过点B作BD∥CA,则ACBD为矩形,矩形ACBD内接于一个圆. 根据多列米定理,圆内接四边形对角线的乘积等于两对边乘积之和,有
,
∵ AB = DC = c,AD = BC = a,
AC = BD = b,
∴,即,
∴ .
【证法8】(利用反证法证明)
如图,在RtΔABC中,设直角边AC、BC的长度分别为a、b,斜边AB的长为c,过点C作CD⊥AB,垂足是D.
假设,即假设,则由
==
可知,或者 . 即 AD:AC≠AC:AB,或者 BD:BC≠BC:AB.
在ΔADC和ΔACB中,
∵∠A = ∠A,
∴若 AD:AC≠AC:AB,则
∠ADC≠∠ACB.
在ΔCDB和ΔACB中,
∵∠B = ∠B,
∴若BD:BC≠BC:AB,则
∠CDB≠∠ACB.
又∵∠ACB = 90º,
∴∠ADC≠90º,∠CDB≠90º.
这与作法CD⊥AB矛盾. 所以,的假设不能成立.
∴ .
【证法9】(辛卜松证明)
设直角三角形两直角边的长分别为a、b,斜边的长为c. 作边长是a+b的正方形ABCD. 把正方形ABCD划分成上方左图所示的几个部分,则正方形ABCD的面积为;把正方形ABCD 划分成上方右图所示的几个部分,则正方形ABCD的面积为 =.
∴ ,
∴ .。