如何证明勾股定理-勾股定理16种证明方法
简单的勾股定理的证明方法如下:
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。
发现四个直角三角形和一个边长为a的正方形和一个边长为b的正方形,刚好可以组成边长为(a+b)的正方形;四个直角三角形和一个边长为c的正方形也刚好凑成边长为(a+b)的正方形。
所以可以看出以上两个大正方形面积相等。 列出式子可得:
拓展资料:
勾股定理是一个基本的几何定理,指直角三角形的两条直角边的平方和等于斜边的平方。中国古代称直角三角形为勾股形,并且直角边中较小者为勾,另一长直角边为股,斜边为弦,所以称这个定理为勾股定理,也有人称商高定理。
勾股定理现约有500种证明方法,是数学定理中证明方法最多的定理之一。勾股定理是人类早期发现并证明的重要数学定理之一,用代数思想解决几何问题的最重要的工具之一,也是数形结合的纽带之一。在中国,商朝时期的商高提出了“勾三股四玄五”的勾股定理的特例。在西方,最早提出并证明此定理的为公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯学派,他用演绎法证明了直角三角形斜边平方等于两直角边平方之和。
参考资料:勾股定理_百度百科
勾股定理16种证明方法
勾股定理16种证明方法
勾股定理:直角三角形中,两条直角边的平方和等于斜边的平方,即在以a、b为直角边,c为斜边的三角形中有a^2+b^2=c^2。
方法
1/16
证法一(邹元治证明):
以a、b为直角边,以c为斜边做四个全等的三角形,按下图所示相拼,使A、E、B三点共线,B、F、C 三点共线,C、G、D三点共线。
∵Rt△HAE≌Rt△EBF
∴∠AHE=∠BEF
∵∠AHE+∠AEH=90°
∴∠BEF+∠AEH=90°
∵A、E、B共线
∴∠HEF=90°,四边形EFGH为正方形
由于上图中的四个直角三角形全等,易得四边形ABCD为正方形
∴正方形ABCD的面积=四个直角三角形的面积+正方形EFGH的面积
∴(a+b)^2=4•(1/2)•ab+c^2,整理得a^2+b^2=c^22/16
证法二(课本的证明):
如上图所示两个边长为a+b的正方形面积相等,
所以a^2+b^2+4•(1/2)•ab=c^2+4•(1/2)•ab,故a^2+b^2=c^2。3/16
证法三(赵爽弦图证明):
以a、b为直角边,以c为斜边做四个全等的三角形,按下图所示相拼。
易得四边形ABCD和四边形EFGH都是正方形
∴正方形ABCD的面积=四个直角三角形的面积+正方形EFGH的面积
∴c^2=4•(1/2)•ab+(b-a)^2 ,整理得a^2+b^2=c^24/16
证法四(总统证明):
如下图所示。
易得△CDE为等腰直角三角形
∴梯形ABCD的面积=两个直角三角形的面积+一个等腰三角形的面积
∴1/2•(a+b)•(a+b)=2•(1/2)•ab+(1/2)•c^2,整理得a^2+b^2=c^25/16
证法五(梅文鼎证明):
以a、b为直角边,以c为斜边做四个全等的三角形,按下图所示相拼,使DEF在同一直线上,过C点作CI垂直于DF,交DF于I点。
易得四边形ABEG、四边形CBDI、四边形FGHI都为正方形。
∴多边形EGHCB的面积=正方形ABEG的面积-两个直角三角形的面积
且多边形EGHCB的面积=正方形CBDI的面积+正方形FGHI的面积-两个直角三角形的面积
∴正方形ABEG的面积=正方形CBDI的面积+正方形FGHI的面积
∴c²=a²+b²6/16
证法六(项明达证明):
以a、b为直角边,以c为斜边做两个全等的三角形,做一个边长为c的正方形,按下图所示相拼,使E、A、C在同一条直线上。
过Q点作QP⊥AC,交AC于P点
分别过F、B作QP的垂线段,交点分别为M、N
易得四边形ABQF为正方形
利用全等三角形的判定定理角角边(AAS)可得
△AEF≌△QMF≌△BNQ,此时问题转化为梅文鼎证明。7/16
证法七(欧几里得证明):
在直角边为a、b,斜边为c的直角三角形中,分别以a、b、c为边作正方形,如下图所示。连接FB和CD,过C点作CN⊥DE交DE于E点,交AB于M点。
∵AF=AC,AB=AD,∠FAB=∠CAD,∴△FAB≌△CAD(SAS)
而△FAB的面积=△CAD的面积=(½)•ac sin(90°+∠CAB)=(½)a²
∵△CAD与矩形AMND等底等高
∴矩形AMND的面积为△CAD面积的两倍,即a²
同理可得矩形BMNE的面积为b²
∵正方形ADEB的面积=矩形AMND的面积+矩形BMNE的面积
∴c²=a²+b²8/16
证法八(相似三角形性质证明)
如下图所示,在直角三角形ABC中,AC=b,BC=a,AB=c,∠ACB=90°,过C点作CD垂直于AB,交AB于D点。
∵∠BDC=∠BCA=90°,∠B=∠B
∴△BDC∽△BCA
∴BD∶BC=BC∶BA
∴BC²=BD•BA
同理可得AC²=AD•AB
∴BC²+AC²=BD•BA+AD•AB=(BD+AD)•AB=AB²,即a²+b²=c²9/16
证法九(杨作玫证明):
做两个全等的直角三角形,设它们的两直角边分别为a、b(b>a)斜边长为c,再做一个边长为c的正方形,按下图所示相拼。过A点作AG⊥AC,交DF于G点,AG交DE于H点。过B作BI⊥AG,垂足为I点。过E点作EJ与CB的延长线垂直,垂足为J点,EJ交AG于K点,交DB于L点。
∵∠BAE=90°∠GAC=90°∴∠EAK=∠BAC
∵GA⊥AC,BC⊥AC
∴GA∥BC
∵EJ⊥BC
∴EJ⊥GA
∴∠EKA=∠C=90°而AE=AB=c
∴△EAK≌△BAC(AAS)
∴EK=a,KA=b
由作法易得四边形BCAI为矩形
∴AI=a,KI=b-a
∵△BAC≌△EDF
∴△EAK≌△EDF
∴∠FED=∠KEA
∴∠FEK=90°
∴四边形EFGK为正方形,同时四边形DGIB为直角梯形
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
c²=S1+S2+S3+S4+S5 ①
∵S8+S3+S4=½[b+(b-a)]•[a+(b-a)]
=b²-½ab ,S5=S8+S9
∴S3+S4=b²-½ab-S8=b²-S1-S8②
把②代入①得
c²=S1+S2+b²-S1-S8+S8+S9
=b²+S2+S9
=b²+a²10/16
证法十(李锐证明):
设直角三角形两直角边长分别为a、b(b>a),斜边长为c。做三个边长分别为a、b、c的正方形,按下图相拼,使AEG三点共线,过Q点作GM⊥AG,交点为M,用数字表示面积的编号。
∵∠TBE=∠ABH=90°
∴∠TBH=∠EBA
∵∠T=∠BEA=90°,BT=BE=b
∴△HBT≌△ABE(ASA)
∴HT=AE=a,GH=GT-HT=b-a
∵∠GHF+∠BHT=90°,∠TBH+∠BHT=90°
∴∠GHF=∠TBH=∠DBC
∵BD=BE-ED=b-a,
∠G=∠BDC=90°
∴△GHF≌△DBC(ASA),S7=S2
由∠BAQ=∠BEA=90°,可知∠ABE=∠QAM
∵AB=AQ=c
∴△ABE≌△QAM(AAS)
∴△QAM≌△HBT,S5=S8
同时有AR=AE=QM=a,且∠QFM与∠ACR分别为∠GHF与∠DBC的余角
∴∠QFM=∠ACR
∵∠R=∠FMQ=90°
∴△FMQ≌△CRA(AAS),S4=S6
∵c²=S1+S2+S3+S4+S5,
a²=S1+S6,b²=S3+S7+S8
S7=S2,S8=S5,S4=S6
∴a²+b²=S1+S6+S3+S7+S8=S1+S4+S3+S2+S5=c²11/16
证法十一(利用切割线定理证明):
在直角三角形ABC中,∠ACB=90°,AC=b,AB=c,BC=a,以B为圆心,a为半径画圆,AB交圆与D点,AB的延长线交圆于E点。
根据切割线定理(从圆外一点引圆的切线和割线,切线长是割线和这点到割线与圆交点的两条线段长的比例中项)可得:AC²=AD•AE
∴b²=(c-a)(c+a)=c²-a²
∴a²+b²=c²12/16
证法十二(利用多列米定理证明):
在直角三角形ABC中,设BC=a,AC=b,斜边AB=c,过A点作AD∥CB,过B点作BD∥CA,则四边形ACBD为矩形,矩形ACBD内接于唯一的一个圆。
根据多米列定理(圆内接四边形对角线的乘积等于两对边乘积之和)可得:
AB•DC=DB•AC+AD•CB
∵AB=DC=c,DB=AC=b,AD=CB=a
∴c²=b²+a²13/16
证法十三(作直角三角形的内切圆证明):
在Rt△ABC中,设直角边BC=a,AC=b,斜边AB=c。作Rt△ABC的内切圆⊙O,切点分别为D、E、F,如下图所示,设圆O的半径为r。
∵AB=AF+BF,CB=BD+CD,AC=AE+CE
∴AC+CB-AB=(AE+CE)+(BD+CD)-(AF+BF)=CE+CD=2r,即a+b-c=2r
∴a+b=2r+c
(a+b)²=(2r+c)²
a²+b²+2ab=4(r²+rc)+c²
∵S△ABC=½ab
∴4S△ABC=2ab
∵S△ABC=S△AOB+S△BOC+S△AOC=½cr+½ar+½br=½(a+b+c)r=½(2r+c+c)r=r²+rc
∴4(r²+rc)=2ab
∴a²+b²+2ab=2ab+c²
∴a²+b²=c²14/16
证法十四(利用反证法证明):
在Rt△ABC中,设直角边BC=a,AC=b,斜边AB=c。过C点作CD⊥AB,垂足为D点,如下图所示。
假设a²+b²≠c²,即AC²+BC²≠AB²
则由AB²=AB·AB=AB·(AD+BD)=AB·AD+AB·BD知
AC²≠AB·AD或BC²≠AB·BD
即AD∶AC≠AC∶AB或BD∶BC≠BC∶AB
在△ADC和△ACB中
∵∠A=∠A
∴若AD∶AC≠AC∶AB,则∠ADC≠∠ACB
在△CBD和△ACB中
∵∠B=∠B
∴若BD∶BC≠BC∶AB,则∠CDB≠∠ACB
∵∠ACB=90°
∴∠ADC≠90°,∠CDB≠90°
这与CD⊥AB矛盾,所以假设不成立
∴a²+b²=c²15/16
证法十五(辛卜松证明):
直角三角形以a、b为直角边,以c为斜边。作边长为a+b的正方形。
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
(a+b)²=a²+b²+2ab
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
(a+b)²=4x½ab+c²=2ab+c²
∴a²+b²+2ab=2ab+c²
∴a²+b²=c²16/16
证法十六(陈杰证明):
设直角三角形两直角边的长分别为a、b(b>a),斜边的长为c。做两个边长分别为a、b的正方形,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,如下图所示。
在EH = b上截取ED = a,连结DA、DC,则 AD = c
∵ EM = EH + HM = b + a , ED = a
∴ DM = EM―ED = (b+a)―a = b
又∵ ∠CMD = 90°,CM = a, ∠AED = 90°, AE = b
∴ RtΔAED ≌ RtΔDMC(SAS)
∴ ∠EAD = ∠MDC,DC = AD = c
∵ ∠ADE + ∠ADC+ ∠MDC =180°, ∠ADE + ∠MDC = ∠ADE + ∠EAD = 90°
∴ ∠ADC = 90°
∴ 作AB∥DC,CB∥DA,则四边形ABCD是一个边长为c的正方形
∵ ∠BAF + ∠FAD = ∠DAE + ∠FAD = 90°
∴ ∠BAF=∠DAE。连结FB,在ΔABF和ΔADE中
∵ AB =AD = c,AE = AF = b,∠BAF=∠DAE
∴ ΔABF ≌ ΔADE(SAS)
∴ ∠AFB = ∠AED = 90°,BF = DE = a
∴ 点B、F、G、H在一条直线上
在RtΔABF和RtΔBCG中,
∵ AB = BC = c,BF = CG = a,
∴ RtΔABF ≌ RtΔBCG (HL)
∵c²=S₂+S₃+S₄+S₅, b²=S₁+S₂+S₆, a²=S₃+S₇,S₁=S₅=S₄=S₆+S₇,
∴a²+b²=S₃+S₇+S₁+S₂+S₆=S₂+S₃+S₁+(S₆+S₇)=S₂+S₃+S₄+S₅ =c²
∴ a²+b²=c²
勾股定理怎么证明呢?
简单的勾股定理的证明方法如下:
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。
发现四个直角三角形和一个边长为a的正方形和一个边长为b的正方形,刚好可以组成边长为(a+b)的正方形;四个直角三角形和一个边长为c的正方形也刚好凑成边长为(a+b)的正方形。
所以可以看出以上两个大正方形面积相等。 列出式子可得:
拓展资料:
勾股定理是一个基本的几何定理,指直角三角形的两条直角边的平方和等于斜边的平方。中国古代称直角三角形为勾股形,并且直角边中较小者为勾,另一长直角边为股,斜边为弦,所以称这个定理为勾股定理,也有人称商高定理。
勾股定理现约有500种证明方法,是数学定理中证明方法最多的定理之一。勾股定理是人类早期发现并证明的重要数学定理之一,用代数思想解决几何问题的最重要的工具之一,也是数形结合的纽带之一。在中国,商朝时期的商高提出了“勾三股四玄五”的勾股定理的特例。在西方,最早提出并证明此定理的为公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯学派,他用演绎法证明了直角三角形斜边平方等于两直角边平方之和。
参考资料:勾股定理_百度百科
勾股定理的最简单的证明方法是什么?
简单的勾股定理的证明方法如下:
拓展资料:
勾股定理的使用方法:
1、确保三角形是直角三角形。 勾股定理只适用于直角三角形中,所以,在应用定理之前,你需要先确定三角形是否是直角三角形,这一点非常重要。幸好,区分直接三角形和别的三角形的方法只有一个,那就是看一个三角形中是否有一个90度的角。
2、确定变量a,b,c对应的三角形的边。在勾股定理中,a,b表示直角三角形的两条直角边,而c用来表示斜边,即直角对应的那条最长的边。所以,先给两条直角边分别标注上a,b(具体的对应关系没有要求),而斜边标注上c。
3、确定你所要求的边。使用勾股定理可以求出直角三角形的任意一条边的长度,但前提是知道另外两条边的长度。先确定哪一条边的长度是未知的——a,b或者c。
4、代入。将两条已知边的长度带入到公式a2 + b2 = c2中,其中a和b对应的是两直角边的长度,而c代表斜边长度。在上面的例子中,我们知道一条直角边和斜边的长度(3和5),然后将3和5代入到公式中,有32 + b2 = 2。
5、计算平方。首先,计算两条已知边长度的平方值。或者,你也可以先不计算出来,然后保留平方,带到式子中直接计算平方和。在上述例子中,3和5的平方分别是9和25,所以方程可以改写为9 + b2 = 25。
6、将未知变量移到等号一边。如果有必要的话,运用基本的代数操作,将未知变量移动到等号一侧,而将已知变量移动到等号的另一侧。如果你要求的是斜边长,那么就不需要再移动变量了。在上述例子中,方程式是9 + b2 = 25。两边同时减去9,等式变为b2= 16。
7、求开方。现在等式两边一边是数字,另一边是变量,然后同时求两边的平方根。在上述例子中b2 = 16,两边同时求平方根,有b = 4。因此,未知边的长度就是4。
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