勾股定理的十六种证明方法

发布 2019-07-15 11:01:40 阅读 3369

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。 把这四个直角三。

角形拼成如图所示形状。

rtδdah ≌ rtδabe,

∠hda = eab.

∠had + had = 90, ∠eab + had = 90, 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 = 90.

efgh是一个边长为b―a的正方形,它的面积等于。

赵爽的证明课本上也给出了,它不仅仅是单纯的对勾股定理的证明,更体现了我国古人在知识探求上的不懈努力和卓越成就。

证法4】(2023年美国**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。 把这两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。

rtδead ≌ rtδcbe,

∠ade = bec.

∠aed + ade = 90, ∠aed + bec = 90.

∠dec = 180―90= 90.

δdec是一个等腰直角三角形,它的面积等于。

又∵ ∠dae = 90, ∠ebc = 90, ad∥bc.

abcd是一个直角梯形,它的面积等于。

就连美国**也给出了一种证明,这难道不能说明勾股定理的普遍性么?其中还有一个故事。

2023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**。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?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?”伽菲尔德答道:“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.”小男孩说:“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,心里很不是滋味。

,伽菲尔德不再散步,立即回家,潜心**小男孩给他出的难题。他经过反复思考与演算,终于弄清了其中的道理,并给出了上面介绍的简洁的证明方法。

证法5】(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 ≌ gad, δfab的面积等于,gad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 .欧几里德的经典证明方法。

证法6】(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 = 90,cad = bac, δadc ∽ acb.

ad∶ac = ac ∶ab,即 .

同理可证,δcdb ∽ acb,从而有 .

,即 .这个证明非常好啊,郑樑成天和我讲相似三角形,这也是妙处之所在啊!

证法6】(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 = 90, ∠adc≠90,∠cdb≠90.

这与作法cd⊥ab矛盾。 所以,的假设不能成立。

与上题有异曲同工之妙!

从上面的六种证明里面,我们不难看出:每一种定理都凝聚了前人的努力与智慧,每一种定理都少不了前人对知识的不懈**,每一种定理都蕴藏了前人独特的智慧……因此我们今天学习勾股定理,不但要学会利用它进行计算、证明和作图,更要学习和了解它的历史,了解其中体现出来的“形数结合”、“形数统一”的思想方法,这对我们今后的数学发展和科学创新都将具有十分重大的意义。

从这一次**的写作里面,我不仅学到了许多勾股定理的证明方法,扩展了视野,积累了知识,而且更重要的是,明白了严谨、坚持不懈的数学精神,这对我的今后的学习和生活都将有重要的好的影响。

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