勾股定理有哪些證明方法?

山列千重靜

我在回答如何學透勾股定理時,講到了課本上勾股定理的證明方法,這個方法的特點就是一目瞭然,等量關係非常明確。

今天我和大家共同學習另外一種證明勾股定理的方法,請先看下面這個圖。


這就是著名的弦圖,是由我國古代數學家趙爽畫的。他深入研究了周髀算經,為該書寫了序言並註釋。用弦圖證明勾股定理,勾股定理表述為“勾股各自乘並之,為弦實,開方除之即弦。”證明方法表述為“按弦圖,勾股相乘,為朱實二,被之為朱實四,勾股之差,自乘為中黃實,加差實,亦成弦實。”

這段文言文什麼意思,相信大家看了下面的公式後就明白了。中間斜放的正方形ABCD的面積等於邊長c的平方,同時它的面積還等於4個三角形的面積加上最中間的小正方形面積。請看下面的公式。

其實通過這個弦圖,還是可以直觀觀察出勾股定理的,請大家繼續觀察弦圖。


大家沿著AC方向向左邊引一條輔助線,我給大家畫好了,請繼續看圖。

請再觀察下我用粗波浪線標註的區域。這塊兒區域的面積等於a方加b方,是由四個三角形和一個小正方形組成。同時中間斜放的正方形ABCD的面積等於c方,也是由四個三角形和小正方形組成的。於是我們觀察出勾股定理。


多元視角

勾股定理的證明方法眾多,歷史上有148種之多,隨著數學的發展,證明方法還會增加,今天分享一些我們常見的,容易理解的方法,大家可以試著證明一下:

趙爽弦圖證明

此方法為面積法證明,弦圖模型在初中幾何證明中非常常見.


相似在三角形證明

此方法由我們熟悉在直角三角形中的相似證明;

歐幾里德證明

此方法用全等,同底等高面積法證明.

總統證明

此方法亦是面積法證明

切割線定理證明

圓中切割線定理也是非常實用

內切圓證明

面積法和切線長定理證明;


學霸數學

勾股定理的證明方法有成千上萬種,只有你沒想到的,沒有想不到的

最古老的證明

我先講講我們古人證明的一個勾股特例,即勾三股四玄五,《周髀算經》提到早在西周時期,就有的一個算法,如下圖

雖然證明過程比較粗糙,但是畢竟成圖於西周時期啊!不得不佩服,而且書中寫的是,周公向商高請教數學知識,商高告訴他這樣的證明,說完後還來句暴擊,說這個在大禹治水的時候就這麼證明了。

趙爽玄圖證明

後來中國數學家趙爽對這個圖進行了一般性的證明

圖中斜著放的一個正方形,是以斜邊C為邊長的,同時這個大正方形是由4個三角形和1箇中間的正方形組成的

中間正方形的面積是(B-A)*(B-A)

從面積上來說C^2=4*(1/2)*A*B+(B-A)*(B-A)

化簡右邊得到

C^2=A^2+B^2,得證


碼字不易,渴望得到個贊


日常辦公

勾股定理是初中數學裡重要的幾何公式,在西方它被稱為畢達哥拉斯定理,因為畢達哥拉斯是證明勾股定理的第一人。

勾股定理有上百種證明方法,初中教材裡也給了好幾種,如果學了高中數學的向量會發現,用向量證明勾股定理是很簡單的,以下是我給的證明方法。



小小數學教師

先說下什麼是勾股定理吧,在一個直角三角形中,兩直角邊的平方和等於斜邊的平方。勾股定理的證明方法有很多,我這裡說一個比較簡單,比較好理解,大家都看得懂的方法。如圖:

在一個大正方形裡面套了一個小正方形,四個角上的小三角形正好是一個直角三角形,兩直角邊分別是a和b,斜邊邊長是c。所以,大正方形的邊長是a+b,小正方形的邊長是c。則:

大正方形的面積S大=(a+b)2,小正方形的面積S小=C2,角上的三角形面S=1/2ab,根據面積關係,小正方形面積等於大正方形的面積減去四個小三角形面積。還是看圖吧

由此得證。


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