【 – 字数作文】
篇一:《勾股定理的著名证法》
勾股定理的著名证法 课外阅读资料2014-2-28 勾股定理是一个基本几何定理,是几何学中一颗光彩夺目的明珠,被称为“几何学的基石”,是人类早期发现并证明的重要数学定理之一,用代数思想
解决几何问题的最重要的工具之一,也是数形结合的纽带之
一。……勾股定理约有400种证明方法,是数学定理中证明方
法最多的定理之一。 《周髀算经》记载了勾股定理的公式与证明,相传是在商代
(公元前11世纪)由商高发现,故又有称之为商高定理,
在公元前7至6世纪一中国学者陈子,曾经给出过任意直
角三角形的三边关系即“以日下为勾,日高为股,勾、股各乘并
开方除之得邪至日”。
在陈子后一二百年,希腊
的著名数学家毕达哥拉斯发现
了这个定理,因此世界上许多国家都称勾股定理为“毕达哥
拉斯”定理。为了庆祝这一定理的发现,毕达哥拉斯学派杀
了一百头牛酬谢供奉神灵,因此这个定理又有人叫做“百牛
定理”. 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,又给出了另外一个证明。
著名的网络科普作家塔米姆·安萨利(Tamim Ansary)
在其近著(10 Great Scientific Discoveries)中总结了对人类
社会发展有重大影响的、最伟大的十个科学发现。这之中,
第一个就为:毕达哥拉斯定理(Pythagorean theorem)
赵爽弦图 —————————–摘自百度百科(整理)
下面介绍三种著名的证法:
【一】《几何原本》中欧几里得的证明
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 = ∠CAD,
∴ ΔFAB ≌ ΔCAD, 12∵ ΔFAB的面积等于a, 2ΔCAD的面积等于矩形ADLM
的面积的一半,
2∴ 矩形ADLM的面积 =a.
同理可证,矩形MLEB的面积=b.
∵ 正方形ADEB的面积 = 矩形ADLM的面积 + 矩形MLEB
∴cab ,即abc 2222222
【二】(赵爽证明)
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
把这四个直角三角形拼成如图所示形状.
∵ RtΔDAH ≌ RtΔABE,
∴ ∠HDA = ∠EAB. ∵ ∠HAD + ∠HAD = 90
21ab. 2 毕达哥拉斯树 ∴ ∠EAB + ∠HAD = 90o, ∴ ABCD是一个边长为c的正方形,它的面积等于c. ∵ 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(ba1ab(ba)2c2. 2
222∴abc. ∴4【三】(1876年美国第20任总统James 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1ab. 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. 2
∵ RtΔEAD ≌ RtΔCBE, ∴ ∠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
又∵ ∠DAE =∠EBC = 90o, ∴ AD∥BC.
∴ ABCD是一个直角梯形,它的面积等于12c. 2“总统”证法-图 1(ab)2. 2
11122222∴(ab)2abc. ∴abc. 222
故事链接:
总统为什么会想到去证明勾股定理呢?难道他是数学家或数学爱好
者?答案是否定的。事情的经过是这样的:
在1876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,时而小声探讨。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。只见一个小伽菲尔德
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?只见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?”伽菲尔德答到:“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。”小男孩又说道:“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。
于是伽菲尔德不再散步,立即回家,潜心探讨小男孩给他留下的难题。他经过反复的思考与演算,终于弄清楚了其中的道理,并给出了简洁的证明方法。
1876年4月1日,伽菲尔德在《新英格兰教育日志》上发表了他对勾股定理的这一证法。
1881年,伽菲尔德就任美国第二十任总统后来,人们为了纪念他对勾股定理直观、简捷、易懂、明了的证明,就把这一证法称为“总统”证法。
篇二:《勾股定理多种证法》
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,所以面积相等. 即
ab4
2
2
12
abc4
2
12
ab
222
, 整理得 abc.
【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
1
形的面积等于2. 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.
2
ab∴ ABCD是一个边长为a + b的正方形,它的面积等于.
ab
222∴ . ∴
ab 【证法3】(赵爽证明)
以a、b 为直角边(b>a), 以c为斜
ab2
4
1
abc
2
1
边作四个全等的直角三角形,则每个直角
1
三角形的面积等于2. 把这四个直角三 角形拼成如图所示形状.
∵ RtΔDAH ≌ RtΔABE, ∴ ∠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c2. ∵ EF = FG =GH =HE = b―a , ∠HEF = 90o.
2
ba∴ EFGH是一个边长为b―a的正方形,它的面积等于.
ab
∴
4
2
12
abbac
2
2
.
∴ abc.
【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
1
22
形的面积等于2
ab
. 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 = 90o, ∴ ∠AED + ∠BEC = 90o. ∴ ∠DEC = 180o―90o= 90o.
∴ ΔDEC是一个等腰直角三角形,
1
E
它的面积等于2.
又∵ ∠DAE = 90o, ∠EBC = 90o, ∴ AD∥BC.
1
c
2
∴ ABCD是一个直角梯形,它的面积等于2
1
ab2
.
∴ 2
ab2
2
2
2
2
12
ab
12
c
2
.
∴ abc.
【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
2
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.
BA设多边形GHCBE的面积为S,则
ab
2
2
2
S2
2
2
12
ab,
c
2
S2
12
ab
,
∴ abc.
【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】
【证法7】(欧几里得证明) 做三个边长分别为a、b、c3
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,
1
∵ ΔFAB的面积等于2, ΔGAD的面积等于矩形ADLM 的面积的一半,
∴ 矩形ADLM的面积 =a.
同理可证,矩形MLEB的面积 =b.
∵ 正方形ADEB的面积
= 矩形ADLM的面积 + 矩形MLEB的面积
∴ cab ,即 abc.
【证法8】(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 = 90o, ∠CAD = ∠BAC, ∴ ΔADC ∽ ΔACB.
AD∶AC = AC ∶AB,
2
即 ACADAB.
2
2
2{关于勾股定理的证法}.
2
2
2
2
a
2
2
2
B
2
同理可证,ΔCDB ∽ ΔACB,从而有 BCBDAB.
∴ AC
2
BC
2
ADDBABAB
222
,即 abc.
【证法9】(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. F
∴ DH = BC = a,AH = AC = b.
由作法可知, PBCA 是一个矩形, T
所以 RtΔAPB ≌ RtΔBCA. 即PB = CA = b,AP= a,从而PH = b―a.
4
E
B
∵ 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
c
2
S1S2S3S4S5
①
=
b
2
∵
S8S3S4
12
bbaaba
12
ab
,
S5S8S9,
∴
把②代入①,得
c
2
2
S3S4b
2
12
abS8
=
bS1S8
2
. ②
S1S2bS1S8S8S9
=
bS2S9
2
2
2
2
22
= ba.
∴ abc.
【证法10】(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.{关于勾股定理的证法}.
又∵ ∠GHF + ∠BHT = 90o,
∠DBC + ∠BHT = ∠TBH + ∠
∴ ∠GHF = ∠DBC.
Q
∵ DB = EB―ED = b―a,
∠HGF = ∠BDC = 90o, ∴ RtΔHGF ≌ RtΔBDC. 即 S7S2.
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 S8S5.
由RtΔABE ≌ RtΔQAM,又得QM = AE = a,∠AQM = ∠BAE.
5
篇三:《勾股定理17种证明方法》
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,所以面积相等. 即
11
a2b24abc24ab
22, 整理得 a2b2c2.
【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
1ab2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{关于勾股定理的证法}.
、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.
2
ab∴ ABCD是一个边长为a + b的正方形,它的面积等于.
∴
【证法3】(赵爽证明) 以a、b 为直角边(b>a), 以c为斜
ab2
1
4abc2
222
2. ∴ abc.
边作四个全等的直角三角形,则每个直角
1ab
三角形的面积等于2. 把这四个直角三
角形拼成如图所示形状.
∵ RtΔDAH ≌ RtΔABE, ∴ ∠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c2. ∵ EF = FG =GH =HE = b―a , ∠HEF = 90o.
2
ba∴ EFGH是一个边长为b―a的正方形,它的面积等于.
12
4abbac2
∴ 2.
∴ abc. 【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
1ab2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.
222
∵ RtΔEAD ≌ RtΔCBE, ∴ ∠ADE = ∠BEC.
∵ ∠AED + ∠ADE = 90o,
∴ ∠AED + ∠BEC = 90o.
∴ ∠DEC = 180o―90o= 90o. ∴ ΔDEC是一个等腰直角三角形,
12c2它的面积等于.
又∵ ∠DAE = 90o, ∠EBC = 90o,
∴ AD∥BC.
1
ab2
∴ ABCD是一个直角梯形,它的面积等于2.
1
ab221ab1c2
22. ∴ 2
∴ abc.
【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RtΔGEF ≌ RtΔEBD,
222
∴ ∠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
1
a2b2S2ab,
2 1
c2S2ab
2,
∴ abc.
【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, C∵ BM⊥PQ,
∴ ∠BMP = 90o, ∴ BCPM是一个矩形,即∠MBC = 90∵ ∠QBM + ∠MBA = ∠QBA = 90o,
∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90o, ∴ ∠QBM = ∠ABC,
又∵ ∠BMP = 90o,∠BCA = 90o,BQ = BA = c, ∴ RtΔBMQ ≌ RtΔBCA.
222
同理可证RtΔQNF ≌ RtΔAEF. 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.
K
∵ AF = AC,AB = AD, ∠FAB = ∠GAD,
∴ ΔFAB ≌ ΔGAD, ∵ ΔFAB
ΔGAD的面积等于矩形ADLM 的面积的一半, 2
∴ 矩形ADLM的面积 =a.
2{关于勾股定理的证法}.
同理可证,矩形MLEB的面积 =b.
∵ 正方形ADEB的面积
= 矩形ADLM的面积 + 矩形MLEB的面积 222222
∴ cab ,即 abc. 【证法8】(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 = 90o,
∠CAD = ∠BAC, ∴ ΔADC ∽ ΔACB.