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    勾股定理的證明 【證法1】(課本的證明) 做8個全等的直角三角形,設它們的兩條直角邊長分別為a、b,斜邊長為c,再做三個邊長分別為a、b、c的正方形,把它們像上圖那樣拼成兩個正方形. 從圖上可以看到,這兩個正方形的邊長都是a + b,所以面積相等. 即 , 整理得 . 【證法2】(鄒元治證明) 以a、b 為直角邊,以c為斜邊做四個全等的直角三角形,則每個直角三角形的面積等於 . 把這四個直角三角形拼成如圖所示形狀,使A、E、B三點在一條直線上,B、F、C三點在一條直線上,C、G、D三點在一條直線上. ∵ RtΔHAE ≌ RtΔEBF, ∴ ∠AHE = ∠BEF. ∵ ∠AEH + ∠AHE = 90º, ∴ ∠AEH + ∠BEF = 90º. ∴ ∠HEF = 180º―90º= 90º. ∴ 四邊形EFGH是一個邊長為c的 正方形. 它的面積等於c2. ∵ RtΔGDH ≌ RtΔHAE, ∴ ∠HGD = ∠EHA. ∵ ∠HGD + ∠GHD = 90º, ∴ ∠EHA + ∠GHD = 90º. 又∵ ∠GHE = 90º, ∴ ∠DHA = 90º+ 90º= 180º. ∴ ABCD是一個邊長為a + b的正方形,它的面積等於 . ∴ . ∴ . 【證法3】(趙爽證明) 以a、b 為直角邊(b>a), 以c為斜 邊作四個全等的直角三角形,則每個直角 三角形的面積等於 . 把這四個直角三 角形拼成如圖所示形狀. ∵ RtΔDAH ≌ RtΔABE, ∴ ∠HDA = ∠EAB. ∵ ∠HAD + ∠HAD = 90º, ∴ ∠EAB + ∠HAD = 90º, ∴ ABCD是一個邊長為c的正方形,它的面積等於c2. ∵ EF = FG =GH =HE = b―a , ∠HEF = 90º. ∴ EFGH是一個邊長為b―a的正方形,它的面積等於 . ∴ . ∴ . 【證法4】(1876年美國總統Garfield證明) 以a、b 為直角邊,以c為斜邊作兩個全等的直角三角形,則每個直角三角形的面積等於 . 把這兩個直角三角形拼成如圖所示形狀,使A、E、B三點在一條直線上. ∵ RtΔEAD ≌ RtΔCBE, ∴ ∠ADE = ∠BEC. ∵ ∠AED + ∠ADE = 90º, ∴ ∠AED + ∠BEC = 90º. ∴ ∠DEC = 180º―90º= 90º. ∴ ΔDEC是一個等腰直角三角形, 它的面積等於 . 又∵ ∠DAE = 90º, ∠EBC = 90º, ∴ AD‖BC. ∴ ABCD是一個直角梯形,它的面積等於 . ∴ . ∴ . 【證法5】(梅文鼎證明) 做四個全等的直角三角形,設它們的兩條直角邊長分別為a、b ,斜邊長為c. 把它們拼成如圖那樣的一個多邊形,使D、E、F在一條直線上. 過C作AC的延長線交DF於點P. ∵ D、E、F在一條直線上, 且RtΔGEF ≌ RtΔEBD, ∴ ∠EGF = ∠BED, ∵ ∠EGF + ∠GEF = 90°, ∴ ∠BED + ∠GEF = 90°, ∴ ∠BEG =180º―90º= 90º. 又∵ AB = BE = EG = GA = c, ∴ ABEG是一個邊長為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是一個邊長為a的正方形. 同理,HPFG是一個邊長為b的正方形. 設多邊形GHCBE的面積為S,則 , ∴ . 【證法6】(項明達證明) 做兩個全等的直角三角形,設它們的兩條直角邊長分別為a、b(b>a) ,斜邊長為c. 再做一個邊長為c的正方形. 把它們拼成如圖所示的多邊形,使E、A、C三點在一條直線上. 過點Q作QP‖BC,交AC於點P. 過點B作BM⊥PQ,垂足為M;再過點 F作FN⊥PQ,垂足為N. ∵ ∠BCA = 90º,QP‖BC, ∴ ∠MPC = 90º, ∵ BM⊥PQ, ∴ ∠BMP = 90º, ∴ BCPM是一個矩形,即∠MBC = 90º. ∵ ∠QBM + ∠MBA = ∠QBA = 90º, ∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90º, ∴ ∠QBM = ∠ABC, 又∵ ∠BMP = 90º,∠BCA = 90º,BQ = BA = c, ∴ RtΔBMQ ≌ RtΔBCA. 同理可證RtΔQNF ≌ RtΔAEF. 從而將問題轉化為【證法4】(梅文鼎證明). 【證法7】(歐幾里得證明) 做三個邊長分別為a、b、c的正方形,把它們拼成如圖所示形狀,使H、C、B三點在一條直線上,連結 BF、CD. 過C作CL⊥DE, 交AB於點M,交DE於點 L. ∵ AF = AC,AB = AD, ∠FAB = ∠GAD, ∴ ΔFAB ≌ ΔGAD, ∵ ΔFAB的面積等於 , ΔGAD的面積等於矩形ADLM 的面積的一半, ∴ 矩形ADLM的面積 = . 同理可證,矩形MLEB的面積 = . ∵ 正方形ADEB的面積 = 矩形ADLM的面積 + 矩形MLEB的面積 ∴ ,即 . 【證法8】(利用相似三角形性質證明) 如圖,在RtΔABC中,設直角邊AC、BC的長度分別為a、b,斜邊AB的長為c,過點C作CD⊥AB,垂足是D. 在ΔADC和ΔACB中, ∵ ∠ADC = ∠ACB = 90º, ∠CAD = ∠BAC, ∴ ΔADC ∽ ΔACB. AD∶AC = AC ∶AB, 即 . 同理可證,ΔCDB ∽ ΔACB,從而有 . ∴ ,即 . 【證法9】(楊作玫證明) 做兩個全等的直角三角形,設它們的兩條直角邊長分別為a、b(b>a),斜邊長為c. 再做一個邊長為c的正方形. 把它們拼成如圖所示的多邊形. 過A作AF⊥AC,AF交GT於F,AF交DT於R. 過B作BP⊥AF,垂足為P. 過D作DE與CB的延長線垂直,垂足為E,DE交AF於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 是一個矩形, 所以 RtΔAPB ≌ RtΔBCA. 即PB = CA = b,AP= a,從而PH = b―a. ∵ RtΔDGT ≌ RtΔBCA , RtΔDHA ≌ RtΔBCA. ∴ RtΔDGT ≌ RtΔDHA . ∴ DH = DG = a,∠GDT = ∠HDA . 又∵ ∠DGT = 90º,∠DHF = 90º, ∠GDH = ∠GDT + ∠TDH = ∠HDA+ ∠TDH = 90º, ∴ DGFH是一個邊長為a的正方形. ∴ GF = FH = a . TF⊥AF,TF = GT―GF = b―a . ∴ TFPB是一個直角梯形,上底TF=b―a,下底BP= b,高FP=a +(b―a). 用數字表示面積的編號(如圖),則以c為邊長的正方形的面積為 ① ∵ = , , ∴ = . ② 把②代入①,得 = = . ∴ . 【證法10】(李銳證明) 設直角三角形兩直角邊的長分別為a、b(b>a),斜邊的長為c. 做三個邊長分別為a、b、c的正方形,把它們拼成如圖所示形狀,使A、E、G三點在一條直線上. 用數字表示面積的編號(如圖). ∵ ∠TBE = ∠ABH = 90º, ∴ ∠TBH = ∠ABE. 又∵ ∠BTH = ∠BEA = 90º, BT = BE = b, ∴ RtΔHBT ≌ RtΔABE. ∴ HT = AE = a. ∴ GH = GT―HT = b―a. 又∵ ∠GHF + ∠BHT = 90º, ∠DBC + ∠BHT = ∠TBH + ∠BHT = 90º, ∴ ∠GHF = ∠DBC. ∵ DB = EB―ED = b―a, ∠HGF = ∠BDC = 90º, ∴ RtΔHGF ≌ RtΔBDC. 即 . 過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 . 由RtΔABE ≌ RtΔQAM,又得QM = AE = a,∠AQM = ∠BAE. ∵ ∠AQM + ∠FQM = 90º,∠BAE + ∠CAR = 90º,∠AQM = ∠BAE, ∴ ∠FQM = ∠CAR. 又∵ ∠QMF = ∠ARC = 90º,QM = AR = a, ∴ RtΔQMF ≌ RtΔARC. 即 . ∵ , , , 又∵ , , , ∴ = = , 即 . 【證法11】(利用切割線定理證明) 在RtΔABC中,設直角邊BC = a,AC = b,斜邊AB = c. 如圖,以B為圓心a為半徑作圓,交AB及AB的延長線分別於D、E,則BD = BE = BC = a. 因為∠BCA = 90º,點C在⊙B上,所以AC是⊙B 的切線. 由切割線定理,得 = = = , 即 , ∴ . 【證法12】(利用多列米定理證明) 在RtΔABC中,設直角邊BC = a,AC = b,斜邊AB = c(如圖). 過點A作AD‖CB,過點B作BD‖CA,則ACBD為矩形,矩形ACBD內接於一個圓. 根據多列米定理,圓內接四邊形對角線的乘積等於兩對邊乘積之和,有 , ∵ AB = DC = c,AD = BC = a, AC = BD = b, ∴ ,即 , ∴ . 【證法13】(作直角三角形的內切圓證明) 在RtΔABC中,設直角邊BC = a,AC = b,斜邊AB = c. 作RtΔABC的內切圓⊙O,切點分別為D、E、F(如圖),設⊙O的半徑為r. ∵ AE = AF,BF = BD,CD = CE, ∴ = = r + r = 2r, 即 , ∴ . ∴ , 即 , ∵ , ∴ , 又∵ = = = = , ∴ , ∴ , ∴ , ∴ . 【證法14】(利用反證法證明) 如圖,在RtΔABC中,設直角邊AC、BC的長度分別為a、b,斜邊AB的長為c,過點C作CD⊥AB,垂足是D. 假設 ,即假設 ,則由 = = 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,則 ∠ADC≠∠ACB. 在ΔCDB和ΔACB中, ∵ ∠B = ∠B, ∴ 若BD:BC≠BC:AB,則 ∠CDB≠∠ACB. 又∵ ∠ACB = 90º, ∴ ∠ADC≠90º,∠CDB≠90º. 這與作法CD⊥AB矛盾. 所以, 的假設不能成立. ∴ . 【證法15】(辛卜松證明) 設直角三角形兩直角邊的長分別為a、b,斜邊的長為c. 作邊長是a+b的正方形ABCD. 把正方形ABCD劃分成上方左圖所示的幾個部分,則正方形ABCD的面積為 ;把正方形ABCD劃分成上方右圖所示的幾個部分,則正方形ABCD的面積為 = . ∴ , ∴ . 【證法16】(陳杰證明) 設直角三角形兩直角邊的長分別為a、b(b>a),斜邊的長為c. 做兩個邊長分別為a、b的正方形(b>a),把它們拼成如圖所示形狀,使E、H、M三點在一條直線上. 用數字表示面積的編號(如圖). 在EH = b上擷取ED = a,連結DA、DC, 則 AD = c. ∵ EM = EH + HM = b + a , ED = a, ∴ DM = EM―ED = ―a = b. 又∵ ∠CMD = 90º,CM = a, ∠AED = 90º, AE = b, ∴ RtΔAED ≌ RtΔDMC. ∴ ∠EAD = ∠MDC,DC = AD = c. ∵ ∠ADE + ∠ADC+ ∠MDC =180º, ∠ADE + ∠MDC = ∠ADE + ∠EAD = 90º, ∴ ∠ADC = 90º. ∴ 作AB‖DC,CB‖DA,則ABCD是一個邊長為c的正方形. ∵ ∠BAF + ∠FAD = ∠DAE + ∠FAD = 90º, ∴ ∠BAF=∠DAE. 連結FB,在ΔABF和ΔADE中, ∵ AB =AD = c,AE = AF = b,∠BAF=∠DAE, ∴ ΔABF ≌ ΔADE. ∴ ∠AFB = ∠AED = 90º,BF = DE = a. ∴ 點B、F、G、H在一條直線上. 在RtΔABF和RtΔBCG中, ∵ AB = BC = c,BF = CG = a, ∴ RtΔABF ≌ RtΔBCG. ∵ , , , , ∴ = = = ∴ . 不好意思 圖上不來

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