勾股定理的证明方法(共5篇)

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第一篇:勾股定理的证明方法

勾股定理的证明方法

勾股定理是初等几何中的一个基本定理。这个定理有十分悠久的历史,两千多年来,人们对勾股定理的证明颇感兴趣,因为这个定理太贴近人们的生活实际,以至于古往今来,下至平民百姓,上至帝王总统都愿意探讨和研究它的证明.下面结合几种图形来进行证明。

一、传说中毕达哥拉斯的证法(图1)

左边的正方形是由1个边长为的正方形和1个边长为的正方形以及4个直角边分别为、,斜边为的直角三角形拼成的。右边的正方形是由1个边长为的正方形和4个直角边分别为、,斜边为的直角三角形拼成的。因为这两个正方形的面积相等(边长都是),所以可以列出等式,化简得。

在西方,人们认为是毕达哥拉斯最早发现并证明这一定理的,但遗憾的是,他的证明方法已经失传,这是传说中的证明方法,这种证明方法简单、直观、易懂。

二、赵爽弦图的证法(图2)

第一种方法:边长为的正方形可以看作是由4个直角边分别为、,斜边为 的直

角三角形围在外面形成的。因为边长为的正方形面积加上4个直角三角形的面积等于外围正方形的面积,所以可以列出等式,化简得。

第二种方法:边长为的正方形可以看作是由4个直角边分别为、,斜边为 的

角三角形拼接形成的(虚线表示),不过中间缺出一个边长为的正方形“小洞”。

因为边长为的正方形面积等于4个直角三角形的面积加上正方形“小洞”的面积,所以可以列出等式,化简得。

这种证明方法很简明,很直观,它表现了我国古代数学家赵爽高超的证题思想和对数学的钻研精神,是我们中华民族的骄傲。

三、美国第20任总统茄菲尔德的证法(图3)

这个直角梯形是由2个直角边分别为、,斜边为 的直角三角形和1个直角边为 的等腰直角三角形拼成的。因为3个直角三角形的面积之和等于梯形的面积,所以可以列出等式,化简得。

勾股定理的证明

勾股定理是几何学中的明珠,所以它充满魅力,千百年来,人们对它的证明趋之若骛,其中有著名的数学家,也有业余数学爱好者,有普通的老百姓,也有尊贵的政要权贵,甚至有国家总统。也许是因为勾股定理既重要又简单,更容易吸引人,才使它成百次地反复被人炒作,反复被人论证。1940年出版过一本名为《毕达哥拉斯命题》的勾股定理的证明专辑,其中收集了367种不同的证明方法。实际上还不止于此,有资料表明,关于勾股定理的证明方法已有500余种,仅我国清末数学家华蘅芳就提供了二十多种精彩的证法。这是任何定理无法比拟的。

在这数百种证明方法中,有的十分精彩,有的十分简洁,有的因为证明者身份的特殊而非常著名。

首先介绍勾股定理的两个最为精彩的证明,据说分别来源于中国和希腊。

1.中国方法

画两个边长为(a+b)的正方形,如图,其中a、b为直角边,c为斜边。这两个正方形全等,故面积相等。

左图与右图各有四个与原直角三角形全等的三角形,左右四个三角形面积之和必相等。从左右两图中都把四个三角形去掉,图形剩下部分的面积必相等。左图剩下两个正方形,分别以a、b为边。右图剩下以c为边的正方形。于是

a2+b2=c2。

这就是我们几何教科书中所介绍的方法。既直观又简单,任何人都看得懂。

2.希腊方法

直接在直角三角形三边上画正方形,如图。

容易看出,△ABA’ ≌△AA’’ C。

过C向A’’B’’引垂线,交AB于C’,交A’’B’’于C’’。

△ABA’与正方形ACDA’同底等高,前者面积为后者面积的一半,△AA’’C与矩形AA’’C’’C’同底等高,前者的面积也是后者的一半。由△ABA’≌△AA’’C,知正方形ACDA’的面积等于矩形AA’’C’’C’的面积。同理可得正方形BB’EC的面积等于矩形B’’BC’C’’的面积。

于是,S正方形AA’’B’’B=S正方形ACDA’+S正方形BB’EC,即 a2+b2=c2。

至于三角形面积是同底等高的矩形面积之半,则可用割补法得到(请读者自己证明)。这里只用到简单的面积关系,不涉及三角形和矩形的面积公式。

这就是希腊古代数学家欧几里得在其《几何原本》中的证法。

以上两个证明方法之所以精彩,是它们所用到的定理少,都只用到面积的两个基本观念:

⑴ 全等形的面积相等;

⑵ 一个图形分割成几部分,各部分面积之和等于原图形的面积。

这是完全可以接受的朴素观念,任何人都能理解。

我国历代数学家关于勾股定理的论证方法有多种,为勾股定理作的图注也不少,其中较早的是赵爽(即赵君卿)在他附于《周髀算经》之中穆畚摹豆垂稍卜酵甲ⅰ分械闹っ鳌2捎玫氖歉畈狗ǎ?

如图,将图中的四个直角三角形涂上朱色,把中间小正方形涂上黄色,叫做中黄实,以弦为边的正方形称为弦实,然后经过拼补搭配,“令出入相补,各从其类”,他肯定了勾股弦三者的关系是符合勾股定理的。即“勾股各自乘,并之为弦实,开方除之,即弦也”。

赵爽对勾股定理的证明,显示了我国数学家高超的证题思想,较为简明、直观。

西方也有很多学者研究了勾股定理,给出了很多证明方法,其中有文字记载的最早的证明是毕达哥拉斯给出的。据说当他证明了勾股定理以后,欣喜若狂,杀牛百头,以示庆贺。故西方亦称勾股定理为“百牛定理”。遗憾的是,毕达哥拉斯的证明方法早已失传,我们无从知道他的证法。

下面介绍的是美国第二十任总统伽菲尔德对勾股定理的证明。

如图,S梯形ABCD=(a+b)2 =(a2+2ab+b2),①

又S梯形ABCD=S△AED+S△EBC+S△CED = ab+ ba+ c2 =(2ab+c2)。② 比较以上二式,便得

a2+b2=c2。

这一证明由于用了梯形面积公式和三角形面积公式,从而使证明相当简洁。

1876年4月1日,伽菲尔德在《新英格兰教育日志》上发表了他对勾股定理的这一证明。5年后,伽菲尔德就任美国第二十任总统。后来,人们为了纪念他对勾股定理直观、简捷、易懂、明了的证明,就把这一证法称为勾股定理的“总统”证法,这在数学史上被传为佳话。

在学习了相似三角形以后,我们知道在直角三角形中,斜边上的高把这个直角三角形所分成的两个直角三角形与原三角形相似。

如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°。作CD⊥BC,垂足为D。则

△BCD∽△BAC,△CAD∽△BAC。

由△BCD∽△BAC可得BC2=BD • BA,①

由△CAD∽△BAC可得AC2=AD • AB。②

我们发现,把①、②两式相加可得

BC2+AC2=AB(AD+BD),而AD+BD=AB,因此有 BC2+AC2=AB2,这就是

a2+b2=c2。

这也是一种证明勾股定理的方法,而且也很简洁。它利用了相似三角形的知识。

在对勾股定理为数众多的证明中,人们也会犯一些错误。如有人给出了如下证明勾股定理的方法:

设△ABC中,∠C=90°,由余弦定理

c2=a2+b2-2abcosC,因为∠C=90°,所以cosC=0。所以

a2+b2=c2。

这一证法,看来正确,而且简单,实际上却犯了循环证论的错误。原因是余弦定理的证明来自勾股定理。

人们对勾股定理感兴趣的原因还在于它可以作推广。

欧几里得在他的《几何原本》中给出了勾股定理的推广定理:“直角三角形斜边上的一个直边形,其面积为两直角边上两个与之相似的直边形面积之和”。

从上面这一定理可以推出下面的定理:“以直角三角形的三边为直径作圆,则以斜边为直径所作圆的面积等于以两直角边为直径所作两圆的面积和”。

勾股定理还可以推广到空间:以直角三角形的三边为对应棱作相似多面体,则斜边上的多面体的表面积等于直角边上两个多面体表面积之和。

若以直角三角形的三边为直径分别作球,则斜边上的球的表面积等于两直角边上所作二球表面积之和。

如此等等。

【附录】

一、【《周髀算经》简介】

《周髀算经》算经十书之一。约成书于公元前二世纪,原名《周髀》,它是我国最古老的天文学著作,主要阐明当时的盖天说和四分历法。唐初规定它为国子监明算科的教材之一,故改名《周髀算经》。《周髀算经》在数学上的主要成就是介绍了勾股定理及其在测量上的应用。原书没有对勾股定理进行证明,其证明是三国时东吴人赵爽在《周髀注》一书的《勾股圆方图注》中给出的。

《周髀算经》使用了相当繁复的分数算法和开平方法。

二、【伽菲尔德证明勾股定理的故事】

1876年一个周末的傍晚,在美国首都华盛顿的郊外,有一位中年人正在散步,欣赏黄昏的美景,他就是当时美国俄亥俄州共和党议员伽菲尔德。他走着走着,突然发现附近的一个小石凳上,有两个小孩正在聚精会神地谈论着什么,时而大声争论,时而小声探讨。由于好奇心驱使,伽菲尔德循声向两个小孩走去,想搞清楚两个小孩到底在干什么。只见一个小男孩正俯着身子用树枝在地上画着一个直角三角形。于是伽菲尔德便问他们在干什么?那个小男孩头也不抬地说:“请问先生,如果直角三角形的两条直角边分别为3和4,那么斜边长为多少呢?”伽菲尔德答道:“是5呀。”小男孩又问道:“如果两条直角边长分别为5和7,那么这个直角三角形的斜边长又是多少?”伽菲尔德不假思索地回答道:“那斜边的平方一定等于5的平方加上7的平方。”小男孩又说:“先生,你能说出其中的道理吗?”伽菲尔德一时语塞,无法解释了,心里很不是滋味。

于是,伽菲尔德不再散步,立即回家,潜心探讨小男孩给他出的难题。他经过反复思考与演算,终于弄清了其中的道理,并给出了简洁的证明方法。

转引自:http://tw.ntu.edu.cn/education/yanjiu/中“数学的发现”栏目。图无法转贴,请查看原文。

勾股定理的证明(因为图形不能显示,请详见www.xiexiebang.com的留言).据不完全统计,勾股定理的证明方法已经多达400多种了。下面我便向大家介绍几种十分著名的证明方法。

【证法1】(赵爽证明)

以a、b 为直角边(b>a),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.∵ RtΔDAH ≌ RtΔABE, ∴ ∠HDA = ∠EAB.∵ ∠HAD + ∠HAD = 90º,∴ ∠EAB + ∠HAD = 90º,∴ ABCD是一个边长为c的正方形,它的面积等于c2.∵ EF = FG =GH =HE = b―a ,∠HEF = 90º.∴ EFGH是一个边长为b―a的正方形,它的面积等于.∴

∴.【证法2】(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,这两个正方形的边长都是a + b,所以面积相等.即,整理得.【证法3】(1876年美国总统Garfield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.∵ RtΔEAD ≌ RtΔCBE, ∴ ∠ADE = ∠BEC.∵ ∠AED + ∠ADE = 90º,∴ ∠AED + ∠BEC = 90º.∴ ∠DEC = 180º―90º= 90º.∴ ΔDEC是一个等腰直角三角形,它的面积等于.又∵ ∠DAE = 90º, ∠EBC = 90º,∴ AD‖BC.∴ ABCD是一个直角梯形,它的面积等于

∴.∴.【趣闻】:在1876年一个周末的傍晚,在美国华盛顿的郊外,有一位中年人正在散步,欣赏黄昏的美景,他就是当时美国俄亥俄州共和党议员伽菲尔德。他走着走着,突然发现附近的一个小石凳上,有两个小孩正在聚精会神地谈论着什么,时而大声争论,时而小声探讨。由于好奇心驱使伽菲尔德循声向两个小孩走去,想搞清楚两个小孩到底在干什么。只见一个小男孩正俯着身子用树枝在地上画着一个直角三角形。于是伽菲尔德便问他们在干什么?只见那个小男孩头也不抬地说:“请问先生,如果直角三角形的两条直角边分别为3和4,那么斜边长为多少呢?”伽菲尔德答到:“是5呀。”小男孩又问道:“如果两条直角边分别为5和7,那么这个直角三角形的斜边长又是多少?”伽菲尔德不加思索地回答到:“那斜边的平方一定等于5的平方加上7的平方。”小男孩又说道:“先生,你能说出其中的道理吗?”伽菲尔德一时语塞,无法解释了,心理很不是滋味。于是伽菲尔德不再散步,立即回家,潜心探讨小男孩给他留下的难题。他经过反复的思考与演算,终于弄清楚了其中的道理,并给出了简洁的证明方法。1876年4月1日,伽菲尔德在《新英格兰教育日志》上发表了他对勾股定理的这一证法。1881年,伽菲尔德就任美国第二十任总统后来,人们为了纪念他对勾股定理直观、简捷、易懂、明了的证明,就把这一证法称为“总统。”证法。

【证法4】(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CL⊥DE,交AB于点M,交DE于点L.∵ AF = AC,AB = AD,∠FAB = ∠GAD,∴ ΔFAB ≌ ΔGAD,∵ ΔFAB的面积等于,ΔGAD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5】(利用相似三角形性质证明)

如图,在RtΔABC中,设直角边AC、BC的长度分别为a、b,斜边AB的长为c,过点C作CD⊥AB,垂足是D.在ΔADC和ΔACB中,∵ ∠ADC = ∠ACB = 90º,∠CAD = ∠BAC,∴ ΔADC ∽ ΔACB.∴AD∶AC = AC ∶AB,即.同理可证,ΔCDB ∽ ΔACB,从而有.∴,即 【证法6】(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.∵ RtΔHAE ≌ RtΔEBF, ∴ ∠AHE = ∠BEF.∵ ∠AEH + ∠AHE = 90º,∴ ∠AEH + ∠BEF = 90º.∴ ∠HEF = 180º―90º= 90º.∴ 四边形EFGH是一个边长为c的正方形.它的面积等于c2.∵ RtΔGDH ≌ RtΔHAE, ∴ ∠HGD = ∠EHA.∵ ∠HGD + ∠GHD = 90º,∴ ∠EHA + ∠GHD = 90º.又∵ ∠GHE = 90º,∴ ∠DHA = 90º+ 90º= 180º.∴ ABCD是一个边长为a + b的正方形,它的面积等于.∴.∴.【证法7】(利用切割线定理证明)

在RtΔABC中,设直角边BC = a,AC = b,斜边AB = c.如图,以B为圆心a为半径作圆,交AB及AB的延长线分别于D、E,则BD = BE = BC = a.因为∠BCA = 90º,点C在⊙B上,所以AC是⊙B 的切线.由切割线定理,得

= = =,即,∴.【证法8】(作直角三角形的内切圆证明)

在RtΔABC中,设直角边BC = a,AC = b,斜边AB = c.作RtΔABC的内切圆⊙O,切点分别为D、E、F(如图),设⊙O的半径为r.∵ AE = AF,BF = BD,CD = CE,∴

= = r + r = 2r,即,∴.∴,即,∵,∴,又∵ = = = =,∴,∴,∴,∴.参考资料:根据网络搜索 1 | 评论

***13b12c736166696esafin1stsafin1st00根据网络搜索0426199***4 2007-7-13 10:27 宇宙大爆炸2号 魅力无比的定理证明

——勾股定理的证明

| 二级 勾股定理是几何学中的明珠,所以它充满魅力,千百年来,人们对它的证明趋之若骛,其中有著名的数学家,也有业余数学爱好者,有普通的老百姓,也有尊贵的政要权贵,甚至有国家总统。也许是因为勾股定理既重要又简单,更容易吸引人,才使它成百次地反复被人炒作,反复被人论证。1940年出版过一本名为《毕达哥拉斯命题》的勾股定理的证明专辑,其中收集了367种不同的证明方法。实际上还不止于此,有资料表明,关于勾股定理的证明方法已有500余种,仅我国清末数学家华蘅芳就提供了二十多种精彩的证法。这是任何定理无法比拟的。

在这数百种证明方法中,有的十分精彩,有的十分简洁,有的因为证明者身份的特殊而非常著名。

首先介绍勾股定理的两个最为精彩的证明,据说分别来源于中国和希腊。

1.中国方法

画两个边长为(a+b)的正方形,如图,其中a、b为直角边,c为斜边。这两个正方形全等,故面积相等。

左图与右图各有四个与原直角三角形全等的三角形,左右四个三角形面积之和必相等。从左右两图中都把四个三角形去掉,图形剩下部分的面积必相等。左图剩下两个正方形,分别以a、b为边。右图剩下以c为边的正方形。于是

a2+b2=c2。

这就是我们几何教科书中所介绍的方法。既直观又简单,任何人都看得懂。

2.希腊方法

直接在直角三角形三边上画正方形,如图。

容易看出,△ABA’ ≌△AA’’ C。

过C向A’’B’’引垂线,交AB于C’,交A’’B’’于C’’。

△ABA’与正方形ACDA’同底等高,前者面积为后者面积的一半,△AA’’C与矩形AA’’C’’C’同底等高,前者的面积也是后者的一半。由△ABA’≌△AA’’C,知正方形ACDA’的面积等于矩形AA’’C’’C’的面积。同理可得正方形BB’EC的面积等于矩形B’’BC’C’’的面积。

于是,S正方形AA’’B’’B=S正方形ACDA’+S正方形BB’EC,即 a2+b2=c2。

至于三角形面积是同底等高的矩形面积之半,则可用割补法得到(请读者自己证明)。这里只用到简单的面积关系,不涉及三角形和矩形的面积公式。

这就是希腊古代数学家欧几里得在其《几何原本》中的证法。

以上两个证明方法之所以精彩,是它们所用到的定理少,都只用到面积的两个基本观念:

⑴ 全等形的面积相等; ⑵ 一个图形分割成几部分,各部分面积之和等于原图形的面积。

这是完全可以接受的朴素观念,任何人都能理解。

我国历代数学家关于勾股定理的论证方法有多种,为勾股定理作的图注也不少,其中较早的是赵爽(即赵君卿)在他附于《周髀算经》之中的论文《勾股圆方图注》中的证明。采用的是割补法:

如图,将图中的四个直角三角形涂上朱色,把中间小正方形涂上黄色,叫做中黄实,以弦为边的正方形称为弦实,然后经过拼补搭配,“令出入相补,各从其类”,他肯定了勾股弦三者的关系是符合勾股定理的。即“勾股各自乘,并之为弦实,开方除之,即弦也”。

赵爽对勾股定理的证明,显示了我国数学家高超的证题思想,较为简明、直观。

西方也有很多学者研究了勾股定理,给出了很多证明方法,其中有文字记载的最早的证明是毕达哥拉斯给出的。据说当他证明了勾股定理以后,欣喜若狂,杀牛百头,以示庆贺。故西方亦称勾股定理为“百牛定理”。遗憾的是,毕达哥拉斯的证明方法早已失传,我们无从知道他的证法。

下面介绍的是美国第二十任总统伽菲尔德对勾股定理的证明。

如图,S梯形ABCD=(a+b)2 =(a2+2ab+b2),①

又S梯形ABCD=S△AED+S△EBC+S△CED = ab+ ba+ c2 =(2ab+c2)。②

比较以上二式,便得

a2+b2=c2。

这一证明由于用了梯形面积公式和三角形面积公式,从而使证明相当简洁。

1876年4月1日,伽菲尔德在《新英格兰教育日志》上发表了他对勾股定理的这一证明。5年后,伽菲尔德就任美国第二十任总统。后来,人们为了纪念他对勾股定理直观、简捷、易懂、明了的证明,就把这一证法称为勾股定理的“总统”证法,这在数学史上被传为佳话。

在学习了相似三角形以后,我们知道在直角三角形中,斜边上的高把这个直角三角形所分成的两个直角三角形与原三角形相似。

如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°。作CD⊥BC,垂足为D。则

△BCD∽△BAC,△CAD∽△BAC。

由△BCD∽△BAC可得BC2=BD • BA,①

由△CAD∽△BAC可得AC2=AD • AB。②

我们发现,把①、②两式相加可得

BC2+AC2=AB(AD+BD),而AD+BD=AB,因此有 BC2+AC2=AB2,这就是

a2+b2=c2。

这也是一种证明勾股定理的方法,而且也很简洁。它利用了相似三角形的知识。

在对勾股定理为数众多的证明中,人们也会犯一些错误。如有人给出了如下证明勾股定理的方法:

设△ABC中,∠C=90°,由余弦定理

c2=a2+b2-2abcosC,因为∠C=90°,所以cosC=0。所以

a2+b2=c2。

这一证法,看来正确,而且简单,实际上却犯了循环证论的错误。原因是余弦定理的证明来自勾股定理。

人们对勾股定理感兴趣的原因还在于它可以作推广。

欧几里得在他的《几何原本》中给出了勾股定理的推广定理:“直角三角形斜边上的一个直边形,其面积为两直角边上两个与之相似的直边形面积之和”。

从上面这一定理可以推出下面的定理:“以直角三角形的三边为直径作圆,则以斜边为直径所作圆的面积等于以两直角边为直径所作两圆的面积和”。

勾股定理还可以推广到空间:以直角三角形的三边为对应棱作相似多面体,则斜边上的多面体的表面积等于直角边上两个多面体表面积之和。

若以直角三角形的三边为直径分别作球,则斜边上的球的表面积等于两直角边上所作二球表面积之和。

第二篇:如何证明勾股定理

如何证明勾股定理

勾股定理是初等几何中的一个基本定理。这个定理有十分悠久的历史,两千多年来,人们对勾股定理的证明颇感兴趣,因为这个定理太贴近人们的生活实际,以至于古往今来,下至平民百姓,上至帝王总统都愿意探讨和研究它的证明.下面结合几种图形来进行证明。

一、传说中毕达哥拉斯的证法(图1)

左边的正方形是由1个边长为的正方形和1个边长为的正方形以及4个直角边分别为、,斜边为的直角三角形拼成的。右边的正方形是由1个边长为的正方形和4个直角边分别为、,斜边为的直角三角形拼成的。因为这两个正方形的面积相等(边长都是),所以可以列出等式,化简得。

在西方,人们认为是毕达哥拉斯最早发现并证明这一定理的,但遗憾的是,他的证明方法已经失传,这是传说中的证明方法,这种证明方法简单、直观、易懂。

二、赵爽弦图的证法(图2)

第一种方法:边长为的正方形可以看作是由4个直角边分别为、,斜边为 的直

角三角形围在外面形成的。因为边长为的正方形面积加上4个直角三角形的面积等于外围正方形的面积,所以可以列出等式,化简得。

第二种方法:边长为的正方形可以看作是由4个直角边分别为、,斜边为 的角三角形拼接形成的(虚线表示),不过中间缺出一个边长为的正方形“小洞”。

因为边长为的正方形面积等于4个直角三角形的面积加上正方形“小洞”的面积,所以可以列出等式,化简得。

这种证明方法很简明,很直观,它表现了我国古代数学家赵爽高超的证题思想和对数学的钻研精神,是我们中华民族的骄傲。

三、美国第20任总统茄菲尔德的证法(图3)

这个直角梯形是由2个直角边分别为、,斜边为 的直角三角形和1个直角边为的等腰直角三角形拼成的。因为3个直角三角形的面积之和等于梯形的面积,所以可以列出等式,化简得。

这种证明方法由于用了梯形面积公式和三角形面积公式,从而使证明更加简洁,它在数学史上被传为佳话。

第三篇:勾股定理 专题证明

勾股定理 专题证明

1.我们给出如下定义:若一个四边形中存在一组相邻两边的平方和等于一条对角线的平方,则称这个四边形为勾股四边形,这两条相邻的边称为这个四边形的勾股边。

(1)写出你所学过的特殊四边形中是勾股四边形的两种图形的名称:----------,----------;

(2)如图1,已知格点(小正方形的顶点)O(0,0),A(3,0),B(0,4)请你画出以格点为顶

点,OA,OB为勾股边且对角线相等的两个勾股四边形OAMB ;

(3)如图2,将△ABC绕顶点B按顺时针方向旋转60°,得到 △DBE,连结AD,DC,∠DCB=

30°。写出线段DC,AC,BC的数量关系为----------------;

2.(1)如图1,已知∠AOB,OA=OB,点E在OB边上,四边形AEBF 是平行四边形,请你只用无刻度的直尺在图中画出∠AOB的平分线.(保留作图痕迹,不要求写作法)

(2)如图2,10×10的正方形网格中,点A(0,0)、B(5,0)、C(3,6)、D(-1,3),①依次连结A、B、C、D四点得到四边形ABCD,四边形ABCD的形状是------------;

②在x轴上找一点P,使得△PCD的周长最短(直接画出图形,不要求写作法);

此时,点P的坐标为------------,最短周长为------------------;

3.如图正方形ABCD ,E 为AD边上一点,F为CD边上一点,∠FEA=∠EBC,若AE= kED, 探究DF与CF的数量关系;

4.如图1 等腰直角 △ABC,将 等腰直角△DMN如图 放置,△DMN的斜边MN与△ABC的一直角边AC重合.⑴ 在图1中,绕点 D旋转△DMN,使两直角边DM、DN分别与 交于点E,F如图2,求证:AE2+BF2=EF2 ;

⑵ 在图1 中,绕点 C旋转△DMN,使它的斜边CM、直角边 CD的延长线分别与 AB交于点E,F,如图3,此时结论AE2+BF2=EF2是否仍然成立?若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由.⑶ 如图4,在正方形 ABCD中,E、F 分别是边BC、CD 上的点且满足△CEF 的周长等于正方形ABCD 的周长的一半,AE、AF 分别与对角线 BD交于点M、N.线段BM、MN、DN 恰能构成三角形.请指出线段BM、MN、DN 所构成的三角形的形状,并给出证明;

5.将一块直角三角板的直角顶点绕矩形ABCD(AB<BC)的对角线的交点O旋转(如图①②③),图中的M、N分别为直角三角形的直角边与矩形ABCD的边CD、BC的交点,⑴如图①三角板一直角边与OD重合,则线段BN、CD、CN间的数量关系为-----------------------;

⑵如图②三角板一直角边与OC重合,则线段BN、CD、CN间的数量关系为-----------------------;

⑶如图③,探究线段BN、CN、CM、DM间的数量关系,写出你的结论,加以说明;

④若将矩形ABCD改为边长为1的正方形ABCD,直角三角板的直角顶点绕O点旋转到图④,两直角边与AB、BC分别交于M、N,探究线段BN、CN、CM、DM间的数量关系,写出你的结论,加以说明;

6.如图,四边形ABCD, AD∥BC,AD≠BC,∠B=90°,AD=AB ,点E是AB边上一动点(点E不与点A、B重合),连结ED,过ED的中点F作ED的垂线,交AD于点G,交BC于点K,过点K作KM⊥AD于M.若AB=k AE , 探究DM与DG 的数量关系;(用含 的式子表示).

第四篇:勾股定理证明

勾股定理证明

直角三角形的两直角边的平方和等于斜边的平方这一特性叫做勾股定理或勾股弦定理,又称毕达哥拉斯定理或毕氏定理中国是发现和研究勾股定理最古老的国家之一。中国古代数学家称直角三角形为勾股形,较短的直角边称为勾,另一直角边称为股,斜边称为弦,所以勾股定理也称为勾股弦定理。在公元前1000多年,据记载,商高(约公元前1120年)答周公曰“故折矩,以为句广三,股修四,径隅五。既方之,外半其一矩,环而共盘,得成三四五。两矩共长二十有五,是谓积矩。”因此,勾股定理在中国又称“商高定理”。在公元前7至6世纪一中国学者陈子,曾经给出过任意直角三角形的三边关系即“以日下为勾,日高为股,勾、股各乘并开方除之得邪至日。

以下即为一种证明方法:

如图,这个直角梯形是由2个直角边分别为、,斜边为 的直角三角形和1个直角边为的等腰直角三角形拼成的。

∵△ABE+△AED+△CED=梯形ABCD

∴(ab+ab+c²)÷2=(a+b)(a+b)/2 ∴

∴c²=a²+b²,即在直角三角形中,斜边长的平方等于两直角边的平方和

初二十四班秦煜暄

第五篇:证明勾股定理

勾股定理的应用

一、引言

七年级上册的数学有讲到如何精确地画出根号2。老师说,要画一个2×2的,边长都为1的方格。然后在里面再做出一个菱形(表示方格面积的一半)。这个菱形的边长就是根号2。当时有人就埋怨方法的麻烦了,老师就回答用勾股定理会简便许多。还有印度数学家什迦逻(1141年-1225年)曾提出过“荷花问题”: “平平湖水清可鉴,面上半尺生红莲;出泥不染亭亭立,忽被强风吹一边,渔人观看忙向前,花离原位二尺远;能算诸君请解题,湖水如何知深浅?”用勾股定理就可以很简便的解出。就勾股定理,我查阅了一些资料,弄清楚了它的意义以及它的2种证明方法。

二、提出问题

1、什么是勾股定理?

2、怎么证明勾股定理?

三、问题求解(1)中国古代把直角三角形中较短的直角边叫做勾,较长的直角边叫做股,斜边叫做弦。

勾股定理用文字表述:在任何一个的直角三角形中,两条直角边的长度的平方和等于斜边长度的平方(也可以理解成两个长边的平方相减与最短边的平方相等)。勾股定理示意图

用数学式表达:如果直角三角形的两直角边长分别为a,b,斜边长为c,那么

(2)针对它的证明方法,我查阅了一些相关的资料,通过我自己的整理和理解,得出了2种证明方法。

方法一:(课本的证明)

做8个全部相同的直角三角形,设它们的直角边长分别为a和b,斜边长为c,再做3个边长分别为a,b,c的正方形,把它们拼成两个大正方形,如下图所示:

由上图可知,两个大正方形的边长都是a加b,所以面积是相等的。用方程表

1示它们的面积关系,得:(a+b)²=c²+4× ab

2(a+b)(a+b)=c²+2ab

a(a+b)+b(a+b)=c²+2ab

a²+ab+ab+b²=c²+2ab

a²+b²+2ab=c²+2ab

a²+b²=c²

方法二:(利用相似三角形性质证明)

在直角三角形ABC中,设直角边AC和BC的长度分别为a和b,斜边AB的长度为c。过点C做AB的垂线CD,垂足是D。如图所示:

在直角三角形ABC与直角三角形ACD中,因为角ADC=角ACB=90度

角CAD=角BAC,所以它们互为相似的直角三角形。

因为它们互为相似的直角三角形,所以它们在各个线

段上的三角形边长的比值都是相同的。即ADAC =ACAB

对角相乘得AC²=AD·AB,同理可证,右边的直角三角形BCD与直角三角形ABC也是互为相似的直角三角形的。从而有了BCAB =BDBC

对角相乘得 BC²=BD·AB,因为(AC²=AD·AB)=(BC²=BD·AB)

所以AC²+BC²= AD·AB+BD·AB

AC²+BC²=(AD+BD)·AB

AC²+BC²=AB·AB

AC²+BC²=AB²

即a²+b²=c².四、总结与感想 随着数学水平的提高,很多数学的定理和公式都被人们一一推敲了出来,勾股定理就是其中的一个重大的发现。勾股定理是人们认识宇宙中形规律的自然起点,无论在东方还是西方文明起源过程中,都有着很多动人的故事。勾股定理在几何学中的实际应用非常广泛,比如用它就可以很方便地把引言中的问题解决掉。答案是3.75尺。从勾股定理出发开平方、开立方、求圆周率等,运用勾股定理数学家还发现了无理数,就如引言中的画根号2一样。

我想说的是,虽然勾股定理看似简单,只是一句话,但是它的意义以及作用是无穷大的。认识和掌握勾股定理对初一的无理数有着一定的帮助。我作为一个初一的学生,能力毕竟有限,只能把勾股定理推敲到这里。以后我一定会再接再厉,玩转勾股定理!

2013.11

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