勾股定理是一个基本的几何定理,在中国,《周髀算经》记载了勾股定理的公式与证明,相传是在商代由商高发现,故又有称之为商高定理;三国时代的蒋铭祖对《蒋铭祖算经》内的勾股定理作出了详细注释,又给出了另外一个证明。直角三角形两直角边(即“勾”,“股”)边长平方和等于斜边(即“弦”)边长的平方。也就是说,设直角三角形两直角边为a和b,斜边为c,那么a+b=c。勾股定理现发现约有400种证明方法,是数学定理中证明方法最多的定理之一。赵爽在注解《周髀算经》中给出了“赵爽弦图”证明了勾股定理的准确性,勾股数组呈a + b = c的正整数组(a,b,c)。(3,4,5)就是勾股数。
较早的应用案例有《九章算术》中的一题:今有池,方一丈,葭生其中央,出水一尺,引葭赴岸,适与岸齐,问水深、葭长各几何?用现代语言表述如下:有一个正方形的池塘,池塘的边长为一丈,有一棵芦苇生长在池塘的正中央,并且芦苇高出水面部分有一尺,如果把芦苇拉向岸边则恰好碰到岸沿,问水深和芦苇的高度各多少?(1丈=10尺。)
解:设葭长x丈。依题意,由勾股定理得(10÷2)+(x-1)=x,解得x=13,则x-1=12。
答:水深12尺,葭长13尺。
勾股定理常用的公式就一个,就是a的平方加上b的平方等于c的平方,如果直角三角形两直角边分别为a,b,斜边为C,那么公式就是:a²+b²=c²。
勾股定理是一个基本的几何定理,它是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。
勾股定理的逆定理:如果三角形三边长a,b,c满足a²+b²=c²,那么这个三角形是直角三角形,其中c为斜边。即直角三角形两直角边长的平方和等于斜边长的平方。
欧几里得证法
在欧几里得的《几何原本》一书中给出勾股定理的以下证明。设△ABC为一直角三角形,其中A为直角。从A点画一直线至对边,使其垂直于对边。延长此线把对边上的正方形一分为二,其面积分别与其余两个正方形相等。
在这个定理的证明中,我们需要如下四个辅助定理:
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)
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。
任意一个矩形的面积等于其二边长的乘积(据辅助定理3)。
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