勾股定理的證明方法有16種,但是路明思(Elisha Scott Loomis)的Pythagorean Proposition(《畢達(dá)哥拉斯命題》)一書(shū)中總共提到367種證明方式。其證明的方法可能是數(shù)學(xué)眾多定理中最多的。下面就和小編了解一下最簡(jiǎn)單的集中證明方法吧,供大家參考。
證法1(梅文鼎證明)
作四個(gè)全等的直角三角形,設(shè)它們的兩條直角邊長(zhǎng)分別為a、b,斜邊長(zhǎng)為c.把它們拼成如圖那樣的一個(gè)多邊形,使D、E、F在一條直線上.過(guò)C作AC的延長(zhǎng)線交DF于點(diǎn)P.
∵D、E、F在一條直線上,且RtΔGEF≌RtΔEBD
∴∠EGF=∠BED
∵∠EGF+∠GEF=90°
∴∠BED+∠GEF=90°
∴∠BEG=180°―90°=90°
又∵AB=BE=EG=GA=c
∴ABEG是一個(gè)邊長(zhǎng)為c的正方形
∴∠ABC+∠CBE=90°
∵RtΔABC≌RtΔEBD
∴∠ABC=∠EBD
∴∠EBD+∠CBE=90°
即∠CBD=90°
又∵∠BDE=90°,∠BCP=90°
BC=BD=a.
∴BDPC是一個(gè)邊長(zhǎng)為a的正方形
同理,HPFG是一個(gè)邊長(zhǎng)為b的正方形
設(shè)多邊形GHCBE的面積為S,則
a^2+b^2=c^2
證法2(項(xiàng)明達(dá)證明)
作兩個(gè)全等的直角三角形,設(shè)它們的兩條直角邊長(zhǎng)分別為a、b(b>a),斜邊長(zhǎng)為c.再做一個(gè)邊長(zhǎng)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(diǎn)在一條直線上.
過(guò)點(diǎn)Q作QP∥BC,交AC于點(diǎn)P
過(guò)點(diǎn)B作BM⊥PQ,垂足為M;再過(guò)點(diǎn)
F作FN⊥PQ,垂足為N.
∵∠BCA=90°,QP∥BC
∴∠MPC=90°
∵BM⊥PQ
∴∠BMP=90°
∴BCPM是一個(gè)矩形,即∠MBC=90°
∵∠QBM+∠MBA=∠QBA=°
∠ABC+∠MBA=∠MBC=90°
∴∠QBM=∠ABC
又∵∠BMP=90°,∠BCA=90°,BQ=BA=c
∴RtΔBMQ≌RtΔBCA
同理可證RtΔQNF≌RtΔAEF.即a^2+b^2=c^2
證法3(趙浩杰證明)
作兩個(gè)全等的直角三角形,設(shè)它們的兩條直角邊長(zhǎng)分別為a、b(b>a),斜邊長(zhǎng)為c.再做一個(gè)邊長(zhǎng)為c的正方形.把它們拼成如圖所示的多邊形.分別以CF,AE為邊長(zhǎng)做正方形FCJI和AEIG,
∵EF=DF-DE=b-a,EI=b
∴FI=a
∴G,I,J在同向來(lái)線上
∵CJ=CF=a,CB=CD=c
∠CJB=∠CFD=90°
∴RtΔCJB≌RtΔCFD
同理,RtΔABG≌RtΔADE
∴RtΔCJB≌RtΔCFD≌RtΔABG≌RtΔADE
∴∠ABG=∠BCJ
∵∠BCJ+∠CBJ=90°
∴∠ABG+∠CBJ=90°
∵∠ABC=90°
∴G,B,I,J在同向來(lái)線上
所以a^2+b^2=c^2
證法4(歐幾里得證明)
作三個(gè)邊長(zhǎng)分別為a、b、c的三角形,把它們拼成如圖所示形狀,使H、C、B三點(diǎn)在一條直線上,連結(jié)。
BF、CD.過(guò)C作CL⊥DE
交AB于點(diǎn)M,交DE于點(diǎn)L
∵AF=AC,AB=AD
∠FAB=∠GAD
∴ΔFAB≌ΔGAD
∵ΔFAB的面積等于ΔGAD的面積等于矩形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a的平方+b的平方=c的平方
證法5(鄒元治證明)
以a、b為直角邊,以c為斜邊做四個(gè)全等的直角三角形,則每個(gè)直角三角1ab2形的面積等于.把這四個(gè)直角三角形拼成如圖所示形狀,使A、E、B三點(diǎn)在一條直線上,B、F、C三點(diǎn)在一條直線上,C、G、D三點(diǎn)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(gè)邊長(zhǎng)為c的正方形.它的面積等于c2
∵RtΔGDH≌RtΔHAE
∴∠HGD=∠EHA
∵∠HGD+∠GHD=90o
∴∠EHA+∠GHD=90o
又∵∠GHE=90o
∴∠DHA=90o+90o=180o
∴ABCD是一個(gè)邊長(zhǎng)為a+b的正方形,它的面積等于(a+b)2
∴(a+b)2=4x1/2ab+c2
∴a2+b2=c2
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