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【数学之美】勾股定理的各种证法

2018-07-20 22:24 作者:潘一粟_laiciffo  | 我要投稿

相传(无从考证),最早发现勾股定理的人,灵感来源于方格地板,如图:

图源网

整张图由许多等腰直角三角形构成,两个构成一个小的正方形,四个小正方形又构成大的正方形。

如果我们来单独分析一个等腰直角三角,它的斜边正好连接着一个大正方形,这个正方形由四个小三角形组成

再看两个腰,也正好对应两个小正方形,每个小正方形由两个小三角形组成,这样看来两边的平方和正好等于斜边的平方

这就启发了人们的思考:如果不是等腰直角三角形,是否满足这个特点呢

首先,锐角三角形和钝角三角形立刻被否定了,因为你随便画一个,三边数据都满足不了公式

于是,勾股定理的证明就开始了

一、最常见的证法

出自《周髀算经》

中国古代人民的智慧,中间的正方形就是c²,其中的四个直角三角形,勾为a,股为b,正方形的面积可以看作整张纸(大正方形)的面积减去四个三角形:(a+b)²-4ab·1/2=a²+b²

得证

二、类似的另一种证法

无声胜有声

通过简单的拼凑完成证明,也是数学书上最常见的证明方法

三、梯形证法

‍‍‍这其实就是上面的方法割了一半,梯形面积有两种算法:①三个三角形面积之和=(1/2)c²+ab

②梯形面积公式:(1/2)(a+b)²=1/2(a²+2ab+b²)

两边划等号,可以得证:a²+b²=c²

四、达芬奇的证明

我觉得十分精妙的一种证法,使用了两块“拼图”

看图大家应该就懂了,虽然不知道是不是达芬奇的杰作,但还是要佩服人类的想象力。

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关于勾股定理的证明,很多很多很多,你甚至可以用极限来证明它,而丰富精妙的勾股定理证明,完美地提现了数学之美。那么如果让你自创一种方法证明,你能做出来吗?

一本书叫《勾股定理的365种证明》,大家可以去看一下,拓展思维

另外理解本文需要知道完全平方公式,相关文章:http://www.bilibili.com/read/cv92716

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