《勾股定理的证明.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《勾股定理的证明.doc（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、勾股定理勾股定理的简介：勾股定理又称毕达哥拉斯定理,其内容是：一个直角三角形斜边的平方，等于其两个直角边的平方和。 其实汉漠拉比时代的巴比伦人早就发现了这一定理，而毕达哥拉斯只不过是第一个对这一定理作了证明的人。关于毕达哥拉斯对这一定理的证明法现在已不存在，一般认为他是运用剖分式证明法。设a,b,c分别表示直角三角形的两个直角边和倒闭边，并考虑到两个边长为a+b的正方形。第一个正方形被分成6块，即两个以直角边为边的正方形和4个与给定的三角形全等的三角形，等量减等量其差相等。于是得出：以斜边为边的正方形等于以直角为边的正方形之和。勾股定理在印度起源也非常早，对坛建筑一书中有个作图题：作一个正方形
2、是另二个正方形之和，并且给出了解潜们认为这是印度勾股定理的证明。其实，勾股定理的故乡应该在我国。至少成书于西汉的周髀算经，就开始记载了我国周趄初年的周公（约公元前1100年左右）与当时的学者商高关于直角三角形性质的一段对话。在意是这样的：从前，周公问商高古代伏羲是如何确定天球的度数的？要知道天是不能用梯子攀登的，它也无法用尺子来测量，请问数是从哪里来的呢？商高对此作了回答，他说，数的艺术是从研究圆形和方形开始的，圆形是由方形产生的，而方形又是同折成直角的矩尺产生的。在研究矩形前需要知道九九口诀，设想把一个矩形沿对角线切开，使得短直角边（勾）的长为三，长直角边（股）的长为四，边（弦）长则为五。这
3、就是欠常说的勾股弦定理。由于毕达哥拉斯比商高晚600年，所以有人主张毕达哥拉斯定理应该称为“商高定理”，加之周髀算经中记载了在周公之后的陈子曾用勾股定理和相似比例关系推算过地球与太阳的距离和太阳的直径，所以又有人主张称勾股定理为“陈子定理”，最后决定用“勾股定理”来命名，它既准确地反映了我国古代数学的光辉成就，又形象地说明了这一定理的具体内容。到目前为止，勾股定理的证明方法已多达400种。勾股定理的证明：【证法1】（课本的证明）做8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，再做三个边长分别为a、b、c的正方形，把它们像上图那样拼成两个正方形。从图上可以看到，这两个正方形
4、的边长都是a + b，所以面积相等。即， 整理得 【证法2】（邹元治证明）以a、b 为直角边，以c为斜边做四个全等的直角三角形，则每个直角三角形的面积等于。 把这四个直角三角形拼成如图所示形状，使A、E、B三点在一条直线上，B、F、C三点在一条直线上，C、G、D三点在一条直线上. RtHAE RtEBF, AHE = BEF. AEH + AHE = 90, AEH + BEF = 90. HEF = 18090= 90. 四边形EFGH是一个边长为c的正方形. 它的面积等于c2. RtGDH RtHAE, HGD = EHA. HGD + GHD = 90, EHA + GHD = 90.又
5、 GHE = 90, DHA = 90+ 90= 180. ABCD是一个边长为a + b的正方形，它的面积等于. . .【证法3】（赵爽证明）以a、b 为直角边（ba）， 以c为斜边作四个全等的直角三角形，则每个直角三角形的面积等于. 把这四个直角三角形拼成如图所示形状. RtDAH RtABE, HDA = EAB. HAD + HAD = 90， EAB + HAD = 90， ABCD是一个边长为c的正方形，它的面积等于c2. EF = FG =GH =HE = ba ,HEF = 90. EFGH是一个边长为ba的正方形，它的面积等于. . .【证法4】（1876年美国总统Garfi
6、eld证明）以a、b 为直角边，以c为斜边作两个全等的直角三角形，则每个直角三角形的面积等于。把这两个直角三角形拼成如图所示形状，使A、E、B三点在一条直线上。 RtEAD RtCBE, ADE = BEC. AED + ADE = 90, AED + BEC = 90. DEC = 18090= 90. DEC是一个等腰直角三角形，它的面积等于.又 DAE = 90, EBC = 90, ADBC. ABCD是一个直角梯形，它的面积等于. . .【证法5】（梅文鼎证明）做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
7、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 = 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,
8、 .【证法6】（项明达证明）做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，垂足为N. BCA = 90，QPBC， MPC = 90， BMPQ， BMP = 90， BCPM是一个矩形，即MBC = 90. QBM + MBA = QBA = 90，ABC + MBA = MBC = 90， QBM = ABC，又 BMP = 90，BCA = 90，BQ = BA = c， RtBMQ RtB
9、CA.同理可证RtQNF RtAEF.从而将问题转化为【证法4】（梅文鼎证明）.【证法7】（欧几里得证明）做三个边长分别为a、b、c的正方形，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、CD. 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 【证法8】（杨作玫证明）做两个全等的直角三角形，设它们的两条直角边长分
10、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. 过A作AFAC，AF交GT于F，AF交DT于R. 过B作BPAF，垂足为P. 过D作DE与CB的延长线垂直，垂足为E，DE交AF于H。 BAD = 90，PAC = 90， DAH = BAC.又 DHA = 90，BCA = 90，AD = AB = c， RtDHA RtBCA. DH = BC = a，AH = AC = b.由作法可知， PBCA 是一个矩形，所以 RtAPB RtBCA. 即PB = CA = b，AP= a，从而PH = ba. RtDGT RtBCA ,RtDHA RtBC
11、A. RtDGT RtDHA . DH = DG = a，GDT = HDA . 又 DGT = 90，DHF = 90，GDH = GDT + TDH = HDA+ TDH = 90， DGFH是一个边长为a的正方形. GF = FH = a . TFAF，TF = GTGF = ba . TFPB是一个直角梯形，上底TF=ba，下底BP= b，高FP=a +（ba）.用数字表示面积的编号（如图），则以c为边长的正方形的面积为 = ， = . 把代入，得= = . .【证法9】（李锐证明）设直角三角形两直角边的长分别为a、b（ba），斜边的长为c. 做三个边长分别为a、b、c的正方形，把它们
12、拼成如图所示形状，使A、E、G三点在一条直线上. 用数字表示面积的编号（如图）. TBE = ABH = 90， TBH = ABE.又 BTH = BEA = 90，BT = BE = b， RtHBT RtABE. HT = AE = a. GH = GTHT = ba.又 GHF + BHT = 90，DBC + BHT = TBH + BHT = 90， GHF = DBC. DB = EBED = ba，HGF = BDC = 90， RtHGF RtBDC. 即 .过Q作QMAG，垂足是M. 由BAQ = BEA = 90，可知 ABE= QAM，而AB = AQ = c，所以Rt
13、ABE RtQAM . 又RtHBT RtABE. 所以RtHBT RtQAM . 即 . 由RtABE RtQAM，又得QM = AE = a，AQM = BAE. AQM + FQM = 90，BAE + CAR = 90，AQM = BAE， FQM = CAR.又 QMF = ARC = 90，QM = AR = a， RtQMF RtARC. 即. ，又 ， =，即 【证法10】（辛卜松证明）设直角三角形两直角边的长分别为a、b，斜边的长为c. 作边长是a+b的正方形ABCD. 把正方形ABCD划分成上方左图所示的几个部分，则正方形ABCD的面积为 ；把正方形ABCD划分成上方右图所示的几个部分，则正方形ABCD的面积为 =. , 【证法11】（陈杰证明）设直角三角形两直角边的长分别为a、b（ba），斜边的长为c. 做两个边长分别为a、b的正方形（ba），把它们拼成如图所示形状，使E、H、M三点在一条直线上. 用数字表示面积的编号（如图）.在EH = b上截取ED = a，连结DA、DC，则 AD = c. EM = EH + HM = b + a , ED = a， DM = EMED =
