證明勾股定理的4種方法
勾股定理,是一個基本的幾何定理,指直角三角形的兩條直角邊的平方和等于斜邊的平方。中國古代稱直角三角形為勾股形,并且直角邊中較小者為勾,另一長直角邊為股,斜邊為弦,所以稱這個定理為勾股定理,也有人稱商高定理。以下是小編整理的證明勾股定理的4種方法,僅供參考,大家一起來看看吧。
證明勾股定理的4種方法
勾股定理是一個基本的幾何定理,是人類早期發現并證明的重要數學定理之一,用代數思想解決幾何問題的最重要的工具之一,也是數形結合的紐帶之一。在中國,《周髀算經》記載了勾股定理的公式與證明,相傳是在商代由商高發現,故又有稱之為商高定理;三國時代的蔣銘祖對《蔣銘祖算經》內的勾股定理作出了詳細注釋,又給出了另外一個證明。
“勾三,股四,弦五”是勾股定理的一個最著名的例子。當整數a,b,c滿足a^2;+b^2;=c^2;這個條件時,(a,b,c)叫做勾股數組。也就是說,設直角三角形兩直角邊為a和b,斜邊為c,那么a^2;+b^2;=c^2;。在中國數學史中同樣源遠流長,是中算的重中之重。《周髀算經》中已有“勾三股四弦五”的記述,趙爽的《周髀算經》中將勾股定理表述為“勾股各自乘,并之,為弦實。開方除之,即弦。”
勾股定理現發現約有400種證明方法,是數學定理中證明方法最多的定理之一。下面我們一起來欣賞其中一些證明方法:
方法一:趙爽“弦圖”
三國時期吳國數學家趙爽在為《周髀算經》作注解時,創制了一幅“勾股圓方圖”,也稱為“弦圖”,這是我國對勾股定理最早的證明。
2002年世界數學家大會在北京召開,這屆大會會標的中央圖案正是經過藝術處理的“弦圖”,標志著中國古代數學成就。
方法二:劉徽“青朱出入圖”
約公元263年,三國時代魏國的數學家劉徽為古籍《九章算術》作注釋時,用“出入相補法”證明了勾股定理。
方法三:歐幾里得“公理化證明”
希臘數學家歐幾里得(Euclid,公元前330~公元前275)在巨著《幾何原本》給出一個公理化的證明。
1955年希臘為了紀念二千五百年前古希臘在勾股定理上的貢獻,發行了一張郵票,圖案是由三個棋盤排列而成。
方法四:畢達哥拉斯“拼圖”
畢達哥拉斯(公元前572—前497年),古希臘著名的哲學家、數學家、天文學家.
將4個全等的直角三角形拼成邊長為(a+b)的正方形ABCD,使中間留下邊長c的一個正方形洞.畫出正方形ABCD.移動三角形至圖2所示的位置中,于是留下了邊長分別為a與b的兩個正方形洞。則圖1和圖2中的白色部分面積必定相等,所以c的平方=a的平方+b的平方
方法五:達·芬奇的證明
達·芬奇,意大利人,歐洲文藝復興時期的著名畫家。主要作品《自畫像》《巖間圣母》《蒙娜麗莎》等
方法六:五巧板“拼圖”
利用兩幅五巧板,拼成一個以c為邊長的正方形和兩個邊長分別為a、b的正方形
方法七:在印度、阿拉伯和歐洲出現的拼圖證明
做法是將一條垂直線和一條水平線,將較大直角邊的正方形分成4分。之后依照圖中的顏色,將兩個直角邊的正方形填入斜邊正方形之中,便可完成定理的證明。
方法八:加菲爾德“總統證明法”
1876年4月1日,伽菲爾德在《新英格蘭教育日志》上發表了他對勾股定理的這一證法。1881年,伽菲爾德就任美國第二十任總統。后來,人們為了紀念他對勾股定理直觀、簡捷、易懂、明了的證明,就把這一證法稱為“總統”證法。
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