勾股定理
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发布时间:2022-04-20 20:10
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时间:2022-07-02 05:26
勾股定理
勾股定理,即直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方。这是平面几何中一个最基本、最重要的定理,国外称为毕达哥拉斯定理。可是,我国周朝初年(约公元前1100年)的数学家商高早就讲到过“勾广三,股修四,径隅五”,这实际上就是勾股定理的一个特例。根据我国史*载,早在公元前五六世纪,就用过勾方加股方等于弦方的公式,不过没有证明过程。我国对勾股定理认识的发展是在西汉时期。这一时期的研究既有理论又有应用,在《九章算术》中有详细的记载。而定理的证明,三国时期(公元3世纪)赵爽所著的《勾股圆方图注》进行了详细的记述。
赵爽在这本书中,画了一个弦图:两个全等的直角三角形(三角形涂上朱色,它的面积叫做“朱实”)合起来形成矩形,四个这样的矩形合成一个正方形,中间留出了一个正方形的空格(涂上*,其面积叫做“中黄实”,也叫“差实”)。
赵爽释注道:“色股各自乘,并之为弦实,开方除之即弦。”开方除之是当时开方运算的术语。上面这句话实际上就是勾股定理即:a2+b2=c2。他又巧妙地证明出:“按弦图,又可以勾股乘朱实二,信之为朱实四。以勾股之差自相乘中黄实。加差实亦成弦实。”
即2ab+(b-a)2=c2
化简便得出:a2+b2=c2
这个证明不但是勾股定理最早的严谨的证明,而且也是有史以来勾股定理证明中最巧妙的一个。
勾股定理作为几何学中一条重要的定理,古往今来,有无数人探索过它的证明方法。据说,它的证明方法有500来种。我国在清朝初年有一位数学家叫梅文鼎(1633~1712年),他发明的一种证法极为简便,只需用一张硬纸,剪上几剪刀,一拼就可证明出来,读者如有兴趣不妨试一试。在1940年,一本名为《毕达哥拉斯命题》的书中,就专门搜集了367个不同的证法。其中有一个证法最令人感兴趣,它是由一位美国总统作出的!
根据当代著名数学科普作家马丁·加德纳的报道,1876年4月1日,波士顿出版的一本周刊《新英格兰教育杂志》上刊出了勾股定理的一个别开生面的证法,编者注明资料是由俄亥俄州共和党议员詹姆土·A·加菲尔德提供的,是他和其他几位议员一起做数学游戏时想出来的,并且得到了两党议员的一致同意。后来,加菲尔德被选为美国总统。于是他的证明也就成为人们津津乐道的一段珍闻轶事了(据说这是美国总统对数学的唯一贡献)。
加菲尔德的证法的确十分干净利落。作直角三角形ABC,设其边长分别为BA=c是斜边,AC=b,BC=a。作AE⊥BA,并使AE=BA,再延长CA到D,使AD=BC=a,连D、E,则四边形CBED梯形,
求证△DAE与△CBA是全等三角形,于是△DAE、△CBA与△ABE的面
由于三个三角形面积之和即是梯形的面积,因此可得出等式:
化简后即得等式:a2+b2=c2
这样勾股定理便得到证明。
人们在研究勾股定理时还发现一个有趣现象。古巴比伦人就知道三条边为下列各数的一些三角形:
120,119,169;
3456,3367,4825;
4800,4601,6649;
13500,12709,18541;
72,65,96;
360,319,481;
2700,2291,2541;
960,799,1249;
600,481,769;
6480,4961,8161;
60,45,75;
2400,1697,2929;
240,161,289;
2700,1771,3229;
90,56,106。
以上每个数组中的数,我们称为勾股数。
一般说来,如果正数x,y,z能满足下列不定方程
x2+y2=z2(1)
则这些整数叫做勾股数。
那么怎样求出勾股数呢?我们再观察几个简单的直角三角形的边:
3,4,5;5,12,13;
7,24,25;9,40,41;
11,60,61;13,84,85;
……
从这些数中,可发现以下规律:
第一个数是奇数,第二个数是第一个数的平方减1再除以2,第三个数是第一个数的平方加1再除以2,即设m为奇数,则一般会有:
于是就有
其中m为奇数。
但这只是一部分勾股数的规律。
(2)式两边同乘以4,则变形得:
(2m)2+(m2-1)2=(m2+1)2 (3)
很显然(3)式不论m是奇数还是偶数,等式都能成立。
然而由(3)式仍不能得到全部的勾股数。
那么怎样才能得到全部的勾股数呢?在公式(3)中,m为任意自然数,1是一个特殊的自然数,若它也变成任意自然数,设它变成n,为了使(3)式保持恒等,(3)中的第一项(2m)2应变成(2mn)2,则有
(2mn)2+(m2-n2)2=(m2+n2)2(4)
其中m>n,(m,n)=1且m除以n的余数不等于2。
那么,可以证明出式(4)包括了全部勾股数。对于勾股定理的深入研究,人们不仅要问
xn+yn=xn(5)
其中n>2,n是自然数。(5)式是否也有正整数解呢?这就是到现在还仍未解决的“费马猜想”。
通过上面的介绍,各位读者是否觉得勾股定理十分有趣呢?
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时间:2022-07-02 06:44
勾股定理:在任何一个直角三角形中,两条直角边的平方之和一定等于斜边的平方。
这个定理在中国又称为"商高定理",在外国称为"毕达哥拉斯定理"。为什么一个定理有这么多名称呢?商高是公元前十一世纪的中国人。当时中国的朝代是西周,是奴隶社会时期。在中国古代大约是战国时期西汉的数学著作《周髀算经》中记录着商高同周公的一段对话。商高说:"…故折矩,勾广三,股修四,经隅五。"什么是"勾、股"呢?在中国古代,人们把弯曲成直角的手臂的上半部分称为"勾",下半部分称为"股"。商高那段话的意思就是说:当直角三角形的两条直角边分别为3(短边)和4(长边)时,径隅(就是弦)则为5。以后人们就简单地把这个事实说成"勾三股四弦五"。由于勾股定理的内容最早见于商高的话中,所以人们就把这个定理叫作"商高定理"。
毕达哥拉斯(Pythagoras)是古希腊数学家,他是公元前五世纪的人,比商高晚出生五百多年。希腊另一位数学家欧几里德(Euclid,是公元前三百年左右的人)在编著《几何原本》时,认为这个定理是毕达哥达斯最早发现的,所以他就把这个定理称为"毕达哥拉斯定理",以后就流传开了。
关于勾股定理的发现,《周髀算经》上说:"故禹之所以治天下者,此数之所由生也。""此数"指的是"勾三股四弦五",这句话的意思就是说:勾三股四弦五这种关系是在大禹治水时发现的。
勾股定理的应用非常广泛。我国战国时期另一部古籍《路史后记十二注》中就有这样的记载:"禹治洪水决流江河,望山川之形,定高下之势,除滔天之灾,使注东海,无漫溺之患,此勾股之所系生也。"这段话的意思是说:大禹为了治理洪水,使不决流江河,根据地势高低,决定水流走向,因势利导,使洪水注入海中,不再有大水漫溺的灾害,是应用勾股定理的结果。
参考资料:http://ldxx.xicp.net/web/pan/text/1/3.htm
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时间:2022-07-02 08:18
勾三股四弦五。这是直角三角形的定理。即两个直角边的平方相加等于斜边的平方。这定理有助于求知在已知具备条件下的未知边的长度等等。
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时间:2022-07-02 10:10
就是勾三股四弦五,
两直角边的平方和等于斜边的平方.
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时间:2022-07-02 12:18
直角三角形的两直角边长度的乘方等于斜边的乘方
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时间:2022-07-02 14:42
在直角三角形中,令a、b为直角边,c为斜边,则有a平方加b平方等于c平方
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时间:2022-07-02 17:24
(1)求斜边c长度:(a平方+b平方)开方=c
(2)求一个直角边m长度:
(斜边c平方-m平方)开方=m
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时间:2022-07-02 20:22
勾股定理是余弦定理的特例
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时间:2022-07-02 23:36
勾三股四弦五
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时间:2022-07-03 03:08
a的平方+b的平方=c的平方
勾三股四弦五
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时间:2022-07-03 06:56
勾3股4玄5
两条直角边平方和等于斜边平方
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时间:2022-07-03 11:34
必达格拉斯定理