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  • 1 # 鄭綺微

    畢達哥拉斯證法:

    一、傳說中畢達哥拉斯的證法(圖1)

    左邊的正方形是由1個邊長為的正方形和1個邊長為的正方形以及4個直角邊分別為a、b,斜邊為c的直角三角形拼成的。右邊的正方形是由1個邊長為的正方形和4個直角邊分別為a、b,斜邊c為的直角三角形拼成的。因為這兩個正方形的面積相等(邊長都是a+b),所以可以列出等式a²+b²+4×1/2ab=c²+4×1/2ab,化簡得a²+b²=c²。

    在西方,人們認為是畢達哥拉斯最早發現並證明這一定理的,但遺憾的是,他的證明方法已經失傳,這是傳說中的證明方法,這種證明方法簡單、直觀、易懂。

    二、趙爽弦圖的證法

    第一種方法:邊長為的正方形可以看作是由4個直角邊分別為a、b,斜邊為c 的直角三角形圍在外面形成的。因為邊長為的正方形面積加上4個直角三角形的面積等於外圍正方形的面積,所以可以列出等式c²+4×1/2ab=(a+b)²,化簡得a²+b²=c²。

    第二種方法:邊長為的正方形可以看作是由4個直角邊分別為a、b,斜邊為 c的直角三角形拼接形成的(虛線表示),不過中間缺出一個邊長為(b-a)的正方形“小洞”。

    因為邊長為c的正方形面積等於4個直角三角形的面積加上正方形“小洞”的面積,所以可以列出等式c²=(b-a)²+4×1/2ab,化簡得a²+b²=c²。

    這種證明方法很簡明,很直觀,它表現了中國古代數學家趙爽高超的證題思想和對數學的鑽研精神,是我們中華民族的驕傲。

    三、美國第20任總統茄菲爾德的證法

    這個直角梯形是由2個直角邊分別為a、b,斜邊為c 的直角三角形和1個直角邊為c

    的等腰直角三角形拼成的。因為3個直角三角形的面積之和等於梯形的面積,所以可以列出等式c²/2+2×1/2ab=(b+a)(a+b)/2,化簡得a²+b²=c²。

    這種證明方法由於用了梯形面積公式和三角形面積公式,從而使證明更加簡潔,它在數學史上被傳為佳話。

    勾股定理:勾股定理是一個基本的幾何定理,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註釋,又給出了另外一個證明。直角三角形兩直角邊(即“勾”,“股”)邊長平方和等於斜邊(即“弦”)邊長的平方。也就是說,設直角三角形兩直角邊為a和b,斜邊為c,那麼a²+b²=c²。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。勾股數是組成a²+b²=c²的正整陣列(a,b,c)。(3,4,5)就是勾股數。 目前初二學生教材的證明方法採用趙爽弦圖,證明使用青朱出入圖。勾股定理是一個基本的幾何定理,它是用代數思想解決幾何問題的最重要的工具之一,是數形結合的紐帶之一。直角三角形兩直角邊的平方和等於斜邊的平方。如果用a、b和c分別表示直角三角形的兩直角邊和斜邊,那麼a²+b²=c²。

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