勾股定理的九种证明方法(附图)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
C
A
B
D
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.
9
8
7
6
5
4
3
21
P
Q
R H
G D
C
a
b
c
a
c
c
c
∵ 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 -+•-+=
++21
438 =
ab b 212-, 985S S S +=,
∴ 824321
S 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 +. ∴ 2
22c 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
.