勾股定理可以被证明吗 勾股定理的十一种证明
勾股定理的证明方法
简单的勾股定理的证明方法如下:
勾股定理可以被证明吗 勾股定理的十一种证明
勾股定理可以被证明吗 勾股定理的十一种证明
勾股定理可以被证明吗 勾股定理的十一种证明
做8个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为碰游a、b,斜边长为c,再做三个边长分别为a、b、c的正方形,段神把它们像上图那样拼成两衫袜雹个正方形。
发现四个直角三或帆角形和一个边长为a的正方形和一个边长为b的正方形,刚好可以组成边长握吵亏为(a+b)的正方形;四个直角三角形和一个边长为c的正方形也刚好凑成边长为(a+b)的正方形。
所以可以看出以上两个大正方形面积相等。 列出式子可得:
拓展资料:
勾股定理是一个基本的几何定理,指直角三角形的两条直角边的平方和等于斜边的平方。古代称直角三角形为勾股形,并且直角边中较小者为勾,另一长直角边为股,斜边为弦,所以称这个定理为勾股定理,也有人称商高定理。
勾股定理现约有500种证明方法,是数学定理中证明方法多的定理之一。勾股定理是人类早期发现并证明的重要数学定理之一,用代数思想解决几何问题的模重要的工具之一,也是数形结合的纽带之一。在,商朝时期的商高提出了“勾三股四玄五”的勾股定理的特例。在西方,早提出并证明此定理的为公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯学派,他用演绎法证明了直角三角形斜边平方等于两直角边平方之和。
参考资料:勾股定理_百度百科
勾股定理的证明方法
证法1作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。过点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 =180°―90°= 90°
又∵ AB = BE = EG = GA = c,
∴ ABEG是一个边长为c的正方形。
∴ ∠ABC + ∠CBE = 90°
∵ RtΔABC ≌ RtΔEBD,
∴ ∠ABC = ∠EBD.
∴ ∠EBD + ∠CBE = 90°
即 ∠CBD= 90°
又∵ ∠BDE = 90°,∠BCP = 90°,
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
A2+B2=C2证法2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A2+B2=C2证法3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. 再作一个边长为c的正方形。把它们拼成如图所示的多边形.
分别以CF,AE为边长做正方形FCJI和AEIG,
∵EF=DF-DE=b-a,EI=b,
∴FI=a,
∴G,I,J在同一直线上,
∵CJ=CF=a,CB=CD=c,
∠CJB = ∠CFD = 90°,
∴RtΔCJB ≌ RtΔCFD ,
同理,RtΔABG ≌ RtΔADE,
∴RtΔCJB ≌ RtΔCFD ≌ RtΔABG ≌ RtΔADE
∴∠ABG = ∠BCJ,
∵∠BCJ +∠CBJ= 90°,
∴∠ABG +∠CBJ= 90°,
∵∠ABC= 90°,
∴G,B,I,J在同一直线上,
A2+B2=C2。证法4作三个边长分别为a、b、c的三角形,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A2+B2=C2证法5(欧几里得)《几何原本》中的证明
在欧几里得的《几何原本》一书中提出勾股定理由以下证明后可成立。设△ABC为一直角三角形,其中A为直角。从A点划一直线至对边,使其垂直于对边上的正方形。此线把对边上的正方形一分为二,其面积分别与其余两个正方形相等。
在正式的证明中,我们需要四个辅助定理如下:
如果两个三角形有两组对应边和这两组边所夹的角相等,则两三角形全等。(SAS定理) 三角形面积是任一同底同高之平行四边形面积的一半。任意一个正方形的面积等于其二边长的乘积。任意一个四方形的面积等于其二边长的乘积(据辅助定理3)。证明的概念为:把上方的两个正方形转换成两个同等面积的平行四边形,再旋转并转换成下方的两个同等面积的长方形。
其证明如下:
设△ABC为一直角三角形,其直角为CAB。其边为BC、AB、和CA,依序绘成四方形CBDE、BAGF和ACIH。画出过点A之BD、CE的平行线。此线将分别与BC和DE直角相交于K、L。分别连接CF、AD,形成两个三角形BCF、BDA。∠CAB和∠BAG都是直角,因此C、A 和 G 都是线性对应的,同理可证B、A和H。∠CBD和∠FBA皆为直角,所以∠ABD等于∠FBC。因为 AB 和 BD 分别等于 FB 和 BC,所以△ABD 必须相等于△FBC。因为 A 与 K 和 L是线性对应的,所以四方形 BDLK 必须二倍面积于△ABD。因为C、A和G有共同线性,所以正方形BAGF必须二倍面积于△FBC。因此四边形 BDLK 必须有相同的面积 BAGF = AB^2。同理可证,四边形 CKLE 必须有相同的面积 ACIH = AC^2。把这两个结果相加, AB^2+ AC^2= BD×BK + KL×KC。由于BD=KL,BD×BK + KL×KC = BD(BK + KC) = BD×BC 由于CBDE是个正方形,因此AB^2+ AC^2= BC^2。此证明是于欧几里得《几何原本》一书第1.47节所提出的证法6(射影定理)如图1,Rt△ABC中,∠ABC=90°,BD是斜边AC上的高
通过证明三角形相似则有射影定理如下:
图1
⑴(BD)^2=AD·DC,
⑵(AB)^2=AD·AC ,
⑶(BC)^2=CD·AC。
由公式⑵+⑶得:(AB)^2+(BC)^2=AD·AC+CD·AC =(AD+CD)·AC=(AC)^2,
图1即 (AB)^2+(BC)^2=(AC)^2,这就是勾股定理的结论。证法7(赵爽弦图)在这幅“勾股圆方图”中,以弦为边长得到正方形ABDE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 =c^2;
赵爽弦图
化简后便可得:a^2 +b^2 =c^2;
青朱出入图
亦即:c=(a2 +b2 )1/2证法8()
的证法
三张纸片其实是同一张纸,把它撕开重新拼凑之后,中间那个“洞”的面积前后仍然是一样的,但是面积的表达式却不再相同,让这两个形式不同的表达式相等,就能得出一个新的关系式——勾股定理,所有勾股定理的证明方法都有这么个共同点。观察纸片一,因为要证的事勾股定理,那么容易知道EB⊥CF,又因为纸片的两边是对称的,所以能够知道四边形ABOF和CDEO都是正方形。然后需要知道的是角A'和角D'都是直角,原因嘛,可以看纸片一,连结AD,因为对称的缘故,所以∠BAD=∠FAD=∠CDA=∠EDA=45°,那么很明显,图三中角A'和角D'都是直角。
证明:
张中多边形ABCDEF的面积S1=S正方形ABOF+S正方形CDEO+2S△BCO=OF2+OE2+OF·OE
第三张中多边形A'B'C'D'E'F'的面积S2=S正方形B'C'E'F'+2△C'D'E'=E'F'2+C'D'·D'E'
因为S1=S2
所以OF2+OE2+OF·OE=E'F'2+C'D'·D'E'
又因为C'D'=CD=OE,D'E'=AF=OF
所以OF2+OE2=E'F'2
因为E'F'=EF
所以OF2+OE2=EF2
勾股定理得证。证法9从这张图可以得到一个矩形和三个三角形,推导公式如下:
b ( a + b )= 1/2 c^2 + ab + 1/2 (b + a)(b - a)
矩形面积 =(中间三角形)+(下方)2个直角三角形+(上方)1个直
角三角形。
(简化) 2ab + 2b^2= c^2 + b^2- a^2+ 2ab
2b^2- b^2 + a^2 = c^2;
a2 + b2 = c2;
注:根据加菲尔德图进一步得到的图形。证法10在Rt三角形ABC中,角C=90度,作CH垂直于AB于H。
令a/sinA=b/sinB=c/sinC=d
1=sin90=sinC=c/d=AH/d+BH/d=cosA×b/d+cosB×a/d=cosA×sinB+cosB×sinA=a/c·a/c+b/c·b/c
=(a^2+b^2)/c^2=1
所以a^2+b^2=c^2
得证。
证法1作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。过点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 =180°―90°= 90°
又∵ AB = BE = EG = GA = c,
∴ ABEG是一个边长为c的正方形。
∴ ∠ABC + ∠CBE = 90°
∵ RtΔABC ≌ RtΔEBD,
∴ ∠ABC = ∠EBD.
∴ ∠EBD + ∠CBE = 90°
即 ∠CBD= 90°
又∵ ∠BDE = 90°,∠BCP = 90°,
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
A2+B2=C2证法2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A2+B2=C2证法3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. 再作一个边长为c的正方形。把它们拼成如图所示的多边形.
分别以CF,AE为边长做正方形FCJI和AEIG,
∵EF=DF-DE=b-a,EI=b,
∴FI=a,
∴G,I,J在同一直线上,
∵CJ=CF=a,CB=CD=c,
∠CJB = ∠CFD = 90°,
∴RtΔCJB ≌ RtΔCFD ,
同理,RtΔABG ≌ RtΔADE,
∴RtΔCJB ≌ RtΔCFD ≌ RtΔABG ≌ RtΔADE
∴∠ABG = ∠BCJ,
∵∠BCJ +∠CBJ= 90°,
∴∠ABG +∠CBJ= 90°,
∵∠ABC= 90°,
∴G,B,I,J在同一直线上,
A2+B2=C2。证法4作三个边长分别为a、b、c的三角形,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A2+B2=C2证法5(欧几里得)《几何原本》中的证明
在欧几里得的《几何原本》一书中提出勾股定理由以下证明后可成立。设△ABC为一直角三角形,其中A为直角。从A点划一直线至对边,使其垂直于对边上的正方形。此线把对边上的正方形一分为二,其面积分别与其余两个正方形相等。
在正式的证明中,我们需要四个辅助定理如下:
如果两个三角形有两组对应边和这两组边所夹的角相等,则两三角形全等。(SAS定理) 三角形面积是任一同底同高之平行四边形面积的一半。任意一个正方形的面积等于其二边长的乘积。任意一个四方形的面积等于其二边长的乘积(据辅助定理3)。证明的概念为:把上方的两个正方形转换成两个同等面积的平行四边形,再旋转并转换成下方的两个同等面积的长方形。
其证明如下:
设△ABC为一直角三角形,其直角为CAB。其边为BC、AB、和CA,依序绘成四方形CBDE、BAGF和ACIH。画出过点A之BD、CE的平行线。此线将分别与BC和DE直角相交于K、L。分别连接CF、AD,形成两个三角形BCF、BDA。∠CAB和∠BAG都是直角,因此C、A 和 G 都是线性对应的,同理可证B、A和H。∠CBD和∠FBA皆为直角,所以∠ABD等于∠FBC。因为 AB 和 BD 分别等于 FB 和 BC,所以△ABD 必须相等于△FBC。因为 A 与 K 和 L是线性对应的,所以四方形 BDLK 必须二倍面积于△ABD。因为C、A和G有共同线性,所以正方形BAGF必须二倍面积于△FBC。因此四边形 BDLK 必须有相同的面积 BAGF = AB^2。同理可证,四边形 CKLE 必须有相同的面积 ACIH = AC^2。把这两个结果相加, AB^2+ AC^2= BD×BK + KL×KC。由于BD=KL,BD×BK + KL×KC = BD(BK + KC) = BD×BC 由于CBDE是个正方形,因此AB^2+ AC^2= BC^2。此证明是于欧几里得《几何原本》一书第1.47节所提出的证法6(射影定理)如图1,Rt△ABC中,∠ABC=90°,BD是斜边AC上的高
通过证明三角形相似则有射影定理如下:
图1
⑴(BD)^2=AD·DC,
⑵(AB)^2=AD·AC ,
⑶(BC)^2=CD·AC。
由公式⑵+⑶得:(AB)^2+(BC)^2=AD·AC+CD·AC =(AD+CD)·AC=(AC)^2,
图1即 (AB)^2+(BC)^2=(AC)^2,这就是勾股定理的结论。证法7(赵爽弦图)在这幅“勾股圆方图”中,以弦为边长得到正方形ABDE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 =c^2;
赵爽弦图
化简后便可得:a^2 +b^2 =c^2;
青朱出入图
亦即:c=(a2 +b2 )1/2证法8()
的证法
三张纸片其实是同一张纸,把它撕开重新拼凑之后,中间那个“洞”的面积前后仍然是一样的,但是面积的表达式却不再相同,让这两个形式不同的表达式相等,就能得出一个新的关系式——勾股定理,所有勾股定理的证明方法都有这么个共同点。观察纸片一,因为要证的事勾股定理,那么容易知道EB⊥CF,又因为纸片的两边是对称的,所以能够知道四边形ABOF和CDEO都是正方形。然后需要知道的是角A'和角D'都是直角,原因嘛,可以看纸片一,连结AD,因为对称的缘故,所以∠BAD=∠FAD=∠CDA=∠EDA=45°,那么很明显,图三中角A'和角D'都是直角。
证明:
张中多边形ABCDEF的面积S1=S正方形ABOF+S正方形CDEO+2S△BCO=OF2+OE2+OF·OE
第三张中多边形A'B'C'D'E'F'的面积S2=S正方形B'C'E'F'+2△C'D'E'=E'F'2+C'D'·D'E'
因为S1=S2
所以OF2+OE2+OF·OE=E'F'2+C'D'·D'E'
又因为C'D'=CD=OE,D'E'=AF=OF
所以OF2+OE2=E'F'2
因为E'F'=EF
所以OF2+OE2=EF2
勾股定理得证。证法9从这张图可以得到一个矩形和三个三角形,推导公式如下:
b ( a + b )= 1/2 c^2 + ab + 1/2 (b + a)(b - a)
矩形面积 =(中间三角形)+(下方)2个直角三角形+(上方)1个直
角三角形。
(简化) 2ab + 2b^2= c^2 + b^2- a^2+ 2ab
2b^2- b^2 + a^2 = c^2;
a2 + b2 = c2;
注:根据加菲尔德图进一步得到的图形。证法10在Rt三角形ABC中,角C=90度,作CH垂直于AB于H。
令a/sinA=b/sinB=c/sinC=d
1=sin90=sinC=c/d=AH/d+BH/d=cosA×b/d+cosB×a/d=cosA×sinB+cosB×sinA=a/c·a/c+b/c·b/c
=(a^2+b^2)/c^2=1
所以a^2+b^2=c^2
得证。
面积相等
(a+b)(a+b)/2=cc/2+ab/2+ab/2
推得才c^2=a^2+b^2
勾股定理的种证明方法(部分)
【证法1】(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
=180°―90°=
90°
又∵
AB
=BE
=EG
=GA
=c,
∴ABEG是一个边长为c的正方形.
∴∠ABC
+∠CBE
=90°
∵RtΔABC
≌RtΔEBD,
∴∠ABC
=∠EBD.
∴∠EBD
+∠CBE
=90°
即∠CBD=
90°
又∵
∠BDE
=90°,∠BCP
=90°,
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2】(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
=90°,QP∥BC,
∴∠MPC
=90°,
∵BM⊥PQ,
∴∠BMP
=90°,
∴BCPM是一个矩形,即∠MBC
=90°.
∵∠QBM
+∠MBA
=∠QBA
=°,
∠ABC
+∠MBA
=∠MBC
=90°,
∴∠QBM
=∠ABC,
又∵
∠BMP
=90°,∠BCA
=90°,BQ
=BA
=c,
∴RtΔBMQ
≌RtΔBCA.
同理可证RtΔQNF
≌RtΔAEF.
【证法3】(赵浩杰证明)
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.
分别以CF,AE为边长做正方形FCJI和AEIG,
∵EF=DF-DE=b-a,EI=b,
∴FI=a,
∴G,I,J在同一直线上,
∵CJ=CF=a,CB=CD=c,
∠CJB
=∠CFD
=90°,
∴RtΔCJB
≌RtΔCFD
,同理,RtΔABG
≌RtΔADE,
∴RtΔCJB
≌RtΔCFD
≌RtΔABG
≌RtΔADE
∴∠ABG
=∠BCJ,
∵∠BCJ
+∠CBJ=
90°,
∴∠ABG
+∠CBJ=
90°,
∵∠ABC=
90°,
∴G,B,I,J在同一直线上,
【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
a^2+b^2=c^2
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。
勾股定理是初等几何中的一个基本定理。这个定理有十分悠久的历史,两千多年来,人们对勾股定理的证明颇感兴趣,因为这个定理太贴近人们的生活实际,以至于古往今来,下至平民,上至帝王都愿意探讨和研究它的证明.下面结合几种图形来进行证明。 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。 在西方,人们认为是毕达哥拉斯早发现并证明这一定理的,但遗憾的是,他的证明方法已经失传,这是传说中的证明方法,这种证明方法简单、直观、易懂。 二、赵爽弦图的证法(图2) 种方法:边长为的正方形可以看作是由4个直角边分别为、,斜边为的直 角三角形围在外面形成的。因为边长为的正方形面积加上4个直角三角形的面积等于外围正方形的面积,所以可以列出等式,化简得。 第二种方法:边长为的正方形可以看作是由4个直角边分别为、,斜边为的 角三角形拼接形成的(虚线表示),不过中间缺出一个边长为的正方形“小洞”。 因为边长为的正方形面积等于4个直角三角形的面积加上正方形“小洞”的面积,所以可以列出等式,化简得。 这种证明方法很简明,很直观,它表现了我国古代数学家赵爽高超的证题思想和对数学的钻研精神,是我们中华民族的骄傲。 三、美国第20任茄菲尔德的证法(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。 这种证明方法由于用了梯形面积公式和三角形面积公式,从而使证明更加简洁,它在数学史上被传为佳话。
证法1作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。过点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 =180°―90°= 90°
又∵ AB = BE = EG = GA = c,
∴ ABEG是一个边长为c的正方形。
∴ ∠ABC + ∠CBE = 90°
∵ RtΔABC ≌ RtΔEBD,
∴ ∠ABC = ∠EBD.
∴ ∠EBD + ∠CBE = 90°
即 ∠CBD= 90°
又∵ ∠BDE = 90°,∠BCP = 90°,
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
A2+B2=C2
证法2
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A2+B2=C2
一共大约300多种
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。
勾股定理如何证明?
勾股定理的证明方法简单的6种如下:
一、正方形面积法
这是一种很常见的证明方法,具体使用的是面积来证明的。以三角形的三边分别作三个正方形,发现两个较小的正方形面积之和等于较大的那个三角形。勾股定理得到证明。
二、赵爽弦图
赵爽弦图是指用四个斜边长为c,较长直角边为a,较短直角边为c的指教三角形组成一个正方形。在这个较大的正方形里还有一个较小的正方形。通过计算整体的面积算出勾股定理。
三、梯形证明法
梯形证明法也是一种很好的证明方法。即选两个一样的直角三角形一个横放,一个竖放,将高处的两个点相连。计算梯形的面积等于三个三角形的面积分别相加,从而证明勾股定理。
四、青出朱入图
青出朱入图是我国古代数学家刘徽提出的一种证明勾股定理的方法,是使用割补的方法进行的。就是将两个大小不等的正方形边长分别为a,b,然后通过割补的方法将它们拼成一个较大的正方形。
五、毕达哥拉斯证明
毕达哥拉斯的证明方法,也是证明面积相等,蛋是才去的方法是对三角形进行了移动。比如将原来的四个分散在四周的三角形,两两相组合,发现两个正方形的面积和两个长方形的面积相等。
六、三角形相似证明
利用三角形的相似性来证明勾股定理。就是将三角形从直角边作垂线,这单个三角形相似。以三边分别作正方形,因为边成比例,所以面积也具有成比例的关系。
勾股定理如何证明?
证法一:
这是简单精妙的证明方法之一,几乎不用文字解释,可以说是无字证明。如图所示,左边是4个相同的直角三角形与中间的小正方形拼成的一个大正方形。
图形变换后面积没有变化,左边大正方形的边长是直角三角形的斜边c,面积是c2;右边图形可分割为两个正方形,它们的边长分别为直角三角形的两条直角边a和b,面积就是a2+b2,于是a2+b2=c2。
图中左边的“弦图”早出现在公元222年的数学家赵爽所著《勾股方圆图注》,赵爽是我国数学史上证明勾股定理的人。2002年8月,在召开的数学家大会,标志着数学进入崭新的时代,大会会徽就是这个“弦图”,寓意古代数学取得的重要成果。
证法二:
这一解法应该是来历有趣的证明方法之一,是由美国第20任茄菲尔德(JamesA.Garfield,1831~1881)用下图证明出的。
这位并不是一位数学家,他甚至都不曾学习过数学。他只是非正式地自学过几何知识,很喜欢摆弄基础图形,当他还是众议院议员时,想出了这个精巧的证明,1876年发表在《新英格兰教育杂志》(New England Journal of Education)上。先生的证明如下:
首先,图中的梯形面积为:
组成梯形的三个三角形的面积为:
因此就有如下等式:
即得a2+b2=c2。
接下来的两个证明非常简单易懂,被认为是所有证明中短、简单的证明,因为从开始到结束只用了几行。但这些证明依赖于相似三角形的概念,要全面展开这个概念还需要大量的基础工作,这里就不再赘述。
证法三:
证法四:
这一证法涉及到圆内相交弦定理:m·n=p·q(如左图),再看AB和CD垂直的情况,相交弦定理仍然成立(如右图),因此(c-a)(c+a)=b2。即得c2-a2=b2于是,a2+b2=c2。
古代是怎么证明勾股定理的?
公元前11世纪,周朝数学家商高就提出“勾三、股四、弦五”。《周髀算经》中记录着商高同周公的一段对话。商高说:“…故折矩,勾广三,股修四,经隅五。”意为:当直角三角形的两条直角边分别为3(勾)和4(股)时,径隅(弦)则为5。以后人们就简单地把这个事实说成“勾三股四弦五”,根据该典故称勾股定理为商高定理。
到公元3世纪,三国时代的赵爽对《周髀算经》内的勾股定理作出了详细注释,记录于《九章算术》中“勾股各自乘,并而开方除之,即弦”,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。后刘徽在刘徽注中也证明了勾股定理。
西方早提出并证明此定理的为公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯学派,他用演绎法证明了直角三角形斜边平方等于两直角边平方之和。所以在西方,勾股定理称为“毕达哥拉斯定理”。
关于勾股定理的名称,在我国,以前叫毕达哥拉斯定理,这是随西方数学传入时翻译的名称。20世纪50年代,学术界曾展开过关于这个定理命名的讨论,用“勾股定理”,得到教育界和学术界的普遍认同。
1993年,全国自然科学名词审定委员会公布数学名词,确定这一定理的汉文名称为勾股定理,其对应的英文名是Pythagoras theorem,注释中说:“又称‘毕达哥拉斯定理’。曾用名‘商高定理’.”至此,“勾股定理”成为我国确立的标准名称.。
扩展资料:
一、定义
在平面上的一个直角三角形中,两个直角边边长的平方加起来等于斜边长的平方。如果设直角三角形的两条直角边长度分别是 和 ,斜边长度是 ,那么可以用数学语言表达:
勾股定理是余弦定理中的一个特例。
二、意义
1.勾股定理的证明是论证几何的发端;
2.勾股定理是历史上个把数与形联系起来的定理,即它是个把几何与代数联系起来的定理;
3.勾股定理导致了无理数的发现,引起次数学危机,大大加深了人们对数的理解;
4.勾股定理是历史上第—个给出了完全解答的不定方程,它引出了费马大定理;
5.勾股定理是欧氏几何的基础定理,并有巨大的实用价值.这条定理不仅在几何学中是一颗光彩夺目的明珠,被誉为“几何学的基石”,而且在高等数学和其他科学领域也有着广泛的应用。
1971年5月15日,尼加拉瓜发行了一套题为“改变世界面貌的十个数学公式”邮票,这十个数学公式由数学家选出的,勾股定理是其中之首。
参考资料:
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