勾股定理的多种证明方法

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1、勾勾股股定定理理的的多多种种证证明明方方法法证证法法 1(梅梅文文鼎鼎证证明明)作四个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a、b ,斜边长为 c. 把它们拼成如图那样的一个多边形,使D、E、F 在一条直线上 . 过 C 作 AC 的延长线交 DF 于点 P. D、E、F 在一条直线上 , 且 RtGEF RtEBD, EGF = BED, EGF + GEF = 90, BED + GEF = 90, BEG =18090= 90 又 AB = BE = EG = GA = c, ABEG 是一个边长为 c 的正方形. ABC + CBE = 90 RtABC RtEBD, ABC =

2、 EBD. EBD + CBE = 90 即 CBD= 90 又 BDE = 90,BCP = 90, BC = BD = a. BDPC 是一个边长为 a 的正方形. 同理,HPFG 是一个边长为 b 的正方形. 设多边形 GHCBE 的面积为 S,则 a2+b2=c2 证证法法 2(项项明明达达证证明明)作两个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a、b(ba) ,斜边长 为 c. 再做一个边长为 c 的正方形. 把它们拼成如图所示的多边形,使E、A、C 三点在 一条直线上. 过点 Q 作 QPBC,交 AC 于点 P. 过点 B 作 BMPQ,垂足为 M;再过点 F 作 FNPQ,

3、垂足为 N. BCA = 90,QPBC, MPC = 90, BMPQ, BMP = 90, BCPM 是一个矩形,即 MBC = 90. QBM + MBA = QBA = , ABC + MBA = MBC = 90, QBM = ABC, 又 BMP = 90,BCA = 90,BQ = BA = c, RtBMQ RtBCA. 同理可证 RtQNF RtAEF.即 a2+b2=c2 证证法法 3(赵赵浩浩杰杰证证明明)作两个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a、b(ba) ,斜边长 为 c. 再做一个边长为 c 的正方形. 把它们拼成如图所示的多边形 . 分别以 CF,AE

4、 为边长做正方形 FCJI 和 AEIG, EF=DF-DE=b-a,EI=b, FI=a, G,I,J 在同一直线上, CJ=CF=a,CB=CD=c, CJB = CFD = 90, RtCJB RtCFD , 同理,RtABG RtADE, RtCJB RtCFD RtABG RtADE ABG = BCJ, BCJ +CBJ= 90, ABG +CBJ= 90, ABC= 90, G,B,I,J 在同一直线上, 所以 a2+b2=c2 证证法法 4(欧欧几几里里得得证证明明)作三个边长分别为 a、b、c 的三角形,把它们拼成如图所示形状,使H、C、B 三点 在一条直线上,连结 BF、C

5、D. 过 C 作 CLDE, 交 AB 于点 M,交 DE 于点 L. AF = AC,AB = AD, FAB = GAD, FAB GAD, FAB 的面积等于, GAD 的面积等于矩形 ADLM 的面积的一半, 矩形 ADLM 的面积 =. 同理可证,矩形 MLEB 的面积 =. 正方形 ADEB 的面积 = 矩形 ADLM 的面积 + 矩形 MLEB 的面积 即 a 的平方+b 的平方=c 的平方 证证法法 5(欧欧几几里里得得的的证证法法 )几何原本中的证明 设ABC为一直角三角形,其中A为直角。从A点划一直线至对边,使其垂直于对 边上的正方形。此线把对边上的正方形一分为二,其面积分

6、别与其余两个正方形相等。 在正式的证明中,我们需要四个辅助定理如下: 如果两个三角形有两组对应边和这两组边所夹的角相等,则两三角形全等。(SAS 定理) 三角形面积是任一同底同高之平行四边形面积的一半。 任意一个正方形的面积等于其二边长的乘积。 任意一个四方形的面积等于其二边长的乘积(据辅助定理3)。证明的概念为:把上方的两个正方形转换成两个同等面积的平行四边形,再旋转并转换 成下方的两个同等面积的长方形。 其证明如下: 设ABC 为一直角三角形,其直角为 CAB。 其边为 BC、AB、和 CA,依序绘成四方 形 CBDE、BAGF 和 ACIH。 画出过点 A 之 BD、CE 的平行线。此线

7、将分别与 BC 和 DE 直角 相交于 K、L。 分别连接 CF、AD,形成两个三角形 BCF、BDA。 CAB 和BAG 都是直 角,因此 C、A 和 G 都是线性对应的,同理可证 B、A 和 H。 CBD 和FBA 皆为直角, 所以ABD 等于FBC。 因为 AB 和 BD 分别等于 FB 和 BC,所以ABD 必须相等于 FBC。 因为 A 与 K 和 L 是线性对应的,所以四方形 BDLK 必须二倍面积于 ABD。 因为 C、A 和 G 有共同线性,所以正方形 BAGF 必须二倍面积于 FBC。 因此四边形 BDLK 必须有相同的面积 BAGF = AB2。 同理可证,四边形 CKLE

8、 必须有相同的面积 ACIH = AC2。 把这两个结果相加, AB2+ AC2; = BDBK + KLKC 由于BD=KL,BDBK + KLKC = BD(BK + KC) = BDBC 由于 CBDE 是个正方形,因此 AB2 + AC2= BC2。 此证明是于欧几里得 几何原本一书第 1.47 节所提出的 证证法法 6 6(欧欧几几里里德德( (E Eu uc cl li id d) )射射影影定定理理证证法法) 如图 1,RtABC 中,ABC=90,BD 是斜边 AC 上的高,通过证明三角形相似则有 射影定理如下: 1)(BD)2;=ADDC, (2)(AB)2;=ADAC , (3)(BC)2;=CDAC 。 由公式(2)+(3)得: (AB)2;+(BC)2;=ADAC+CDAC =(AD+CD)AC=(AC)2;, 即 (AB)2;+(BC)2;=(AC)2,这就是勾股定理的结论。 图 1

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