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研究勾股定理心得体会00字

时间:2016-02-03 00:51

写一篇关于学习勾股定理后的一点感受。

在国外,尤其在西方,勾股定理通常被称达哥拉斯定理。

这是由于,他们认为最早发现直角三角形具有“”这一性质并且最先给出严格证明的是古希腊的数学家毕达哥拉斯(Pythagoras,约公元前 580~前 500年)。

实际上,在更早期的人类活动中,人们就已经认识到这一定理的某些特例。

除我国在公元前 1000多年前发现勾股定理外,据说古埃及人也曾利用“勾三股四弦五”的法则来确定直角。

但是,这一传说引起过许多数学史家的怀疑。

比如说,美国的数学史家M·克莱因教授曾经指出:“我们也不知道埃及人是否认识到毕达哥拉斯定理。

我们知道他们有拉绳人(测量员),但所传他们在绳上打结,把全长分成长度为3、4、5的三段,然后用来形成直角三角形之说,则从未在任何文件上得证实。

”不过,考古学家们发现了几块大约完成于公元前2000年左右的古巴比伦的泥板书,据专家们考证,其中一块上面刻有如下问题:“一根长度为 30个单位的棍子直立在墙上,当其上端滑下6个单位时,请问其下端离开墙角有多远

”这是一个三边为为3:4:5三角形的特殊例子;专家们还发现,在另一块泥板上面刻着一个奇特的数表,表中共刻有四列十五行数字,这是一个勾股数表:最右边一列为从1到15的序号,而左边三列则分别是股、勾、弦的数值,一共记载着15组勾股数。

这说明,勾股定理实际上早已进入了人类知识的宝库。

无论是古埃及人、古巴比伦人还是我们中国人谁最先发现了勾股定理,我们的先人在不同的时期、不同的地点发现的这同一性质,显然不仅仅是哪一个民族的私有财产而是我们全人类的共同财富。

值得一提的是:在发现这一共同性质后的收获却是不完全相同的。

下面以“毕达哥拉斯定理”和“勾股定理”为例,做一简单介绍: 一、毕达哥拉期定理 毕达哥拉斯是一个古希腊人的名宇。

生于公元前6世纪的毕达哥拉斯,早年曾游历埃及、巴比伦(另一种说法是到过印度)等地,后来移居意大利半岛南部的克罗托内,并在那里组织了一个集政治、宗教、数学于一体的秘密团体——毕达哥拉斯学派,这个学派非常重视数学,企图用数来解释一切。

他们宣称,数是宇宙万物的本原,研究数学的目的并不在于实用,而是为了探索自然的奥秘。

他们对数学看法的一个重大贡献是有意识地承认并强调;数学上的东西如数和图形是思维的抽象,同实际事物或实际形象是截然不同的。

有些原始文明社会中的人(如埃及人和巴比伦人)也知道把数脱离实物来思考,但他们对这种思考的抽象性质所达到的自觉认识程度,与毕达哥拉斯学派相比,是有相当差距的。

而且在希腊人之前,几何思想是离不开实物的。

例如,埃及人认为,直线就是拉紧的绳或田地的一条边;而矩形则是田地的边界。

这个学派还有一个特点,就是将算术和几何紧密联系起来。

正因为如此,毕达哥拉斯学派在他们的探索中,发现了既属于算术又属于几何的用三个整数表示直角三角形边长的公式:若2n+1,分别是两直角边,则斜边是 (不过这法则并不能把所有的整勾股数组表示出来)。

也正是由于上述原因,这个学派通过对整勾股数的寻找和研究,发现了所谓的“不可通约量”——例如,等腰直角三角形斜边与一直角边之比即正方形对角线与其一边之比不能用整数之比表达。

为此,他们把那些能用整数之比表达的比称做“可公度比”,意即相比两量可用公共度量单位量尽,而把不能这样表达的比称做“不可公度比”。

像我们今日写成:l的比便是不可公度比。

至于与1不能公度的证明也是毕达哥拉斯学派给出的。

这个证明指出:若设等腰直角三角形斜边能与一直角边公度,那么,同一个数将既是奇数又是偶数。

证明过程如下:设等腰直角三角形斜边与一直角边之比为α:β,并设这个比已表达成最小整数之比。

根据毕达哥拉斯定理,有。

由于为偶数即为偶数,所以α必然也是偶数,因为任一奇数的平方必是奇数(任一奇数可表示为 2n+1,于是,这仍是一个奇数。

但是α:β是既约的,因此,β必然不是偶数而是奇数,α既然是偶数,故可设α=2γ。

于是。

因此,,这里,是个偶数,于是β也是偶数,但是β同时又是个奇数,这就产生了矛盾。

关于对毕达哥拉斯定理的证明,现在人类保存下来的最早的文字资料是欧几里得(公元前300年左右)所著的《几何原本》第一卷中的命题47:“直角三角形斜边上的正方形等于两直角边上的两个正方形之和”。

其证明是用面积来进行的。

速求勾股定理的研究报告

如果三角形的三条边a,b,c满足a^2+b^2=c^2,如:一条直角边是3,另一条直角边是4,斜边就是3×3+4×4=X×X,X=5。

那么这个三角形是直角三角形。

(称勾股定理的逆定理) 勾股定理的来源: 毕达哥拉斯树毕达哥拉斯树是一个基本的几何定理,传统上认为是由古希腊的毕达哥拉斯所证明。

据说毕达哥拉斯证明了这个定理后,即斩了百头牛作庆祝,因此又称“百牛定理”。

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;三国时代的赵爽对《周髀算经》内的勾股定理作出了详细注释,又给出了另外一个证明[1]。

法国和比利时称为驴桥定理,埃及称为埃及三角形。

我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。

常用勾股数3 4 5;5 12 13;8 15 17 毕达哥拉斯有关勾股定理书籍 《数学原理》人民教育出版社 《探究勾股定理》同济大学出版社 《优因培教数学》北京大学出版社 《勾股书籍》 新世纪出版社 《九章算术一书》 《优因培揭秘勾股定理》江西教育出版社 《几何原本》 (原著:欧几里得)人民日报出版社 毕达哥拉斯树 毕达哥拉斯树是由毕达哥拉斯根据勾股定理所画出来的一个可以无限重复的图形。

又因为重复数次后的形状好似一棵树,所以被称为毕达哥拉斯树。

直角三角形两个直角边平方的和等于斜边的平方。

两个相邻的小正方形面积的和等于相邻的一个大正方形的面积。

利用不等式a^2+b^2≥2ab可以证明下面的结论: 三个正方形之间的三角形,其面积小于等于大正方形面积的四分之一,大于等于一个小正方形面积的二分之一。

[编辑本段]最早的勾股定理应用 从很多泥板记载表明,巴比伦人是世界上最早发现“勾股定理”的,这里只举一例。

例如公元前1700年的一块泥板(编号为BM85196)上第九题,大意为“有一根长为5米的木梁(AB)竖直靠在墙上,上端(A)下滑一米至D。

问下端(C)离墙根(B)多远

”他们解此题就是用了勾股定理,如图 设AB=CD=l=5米,BC=a,AD=h=1米,则BD=l-h=5-1米=4米 ∴a=√[l-(l-h)]=√[5-(5-1)]=3米,∴三角形BDC正是以3、4、5为边的勾股三角形。

[编辑本段]《周髀算经》中勾股定理的公式与证明 《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》。

首先,《周髀算经》中明确记载了勾股定理的公式:“若求邪至日者,以日下为句,日高为股,句股各自乘,并而开方除之,得邪至日”(《周髀算经》上卷二) 而勾股定理的证明呢,就在《周髀算经》上卷一[2] —— 昔者周公问于商高曰:“窃闻乎大夫善数也,请问昔者包牺立周天历度——夫天可不阶而升,地不可得尺寸而度,请问数安从出

” 商高曰:“数之法出于圆方,圆出于方,方出于矩,矩出于九九八十一。

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。

故禹之所以治天下者,此数之所生也。

” 周公对古代伏羲(包牺)构造周天历度的事迹感到不可思议(天不可阶而升,地不可得尺寸而度),就请教商高数学知识从何而来。

于是商高以勾股定理的证明为例,解释数学知识的由来。

《周髀算经》证明步骤“数之法出于圆方,圆出于方,方出于矩,矩出于九九八十一。

”:解释发展脉络——数之法出于圆(圆周率三)方(四方),圆出于方(圆形面积=外接正方形*圆周率\\\/4),方出于矩(正方形源自两边相等的矩),矩出于九九八十一(长乘宽面积计算依自九九乘法表)。

“故折矩①,以为句广三,股修四,径隅五。

”:开始做图——选择一个 勾三(圆周率三)、股四(四方) 的矩,矩的两条边终点的连线应为5(径隅五)。

“②既方之,外半其一矩,环而共盘,得成三四五。

”:这就是关键的证明过程——以矩的两条边画正方形(勾方、股方),根据矩的弦外面再画一个矩(曲尺,实际上用作直角三角),将“外半其一矩”得到的三角形剪下环绕复制形成一个大正方形,可看到其中有 边长三勾方、边长四股方、边长五弦方 三个正方形。

“两矩共长③二十有五,是谓积矩。

”:此为验算——勾方、股方的面积之和,与弦方的面积二十五相等——从图形上来看,大正方形减去四个三角形面积后为弦方,再是 大正方形 减去 右上、左下两个长方形面积后为 勾方股方之和。

因三角形为长方形面积的一半,可推出 四个三角形面积 等于 右上、左下两个长方形面积,所以 勾方+股方=弦方。

注意: ① 矩,又称曲尺,L型的木匠工具,由长短两根木条组成的直角。

古代“矩”指L型曲尺,“矩形”才是“矩”衍生的长方形。

② “既方之,外半其一矩”此句有争议。

清代四库全书版定为“既方其外半之一矩”,而之前版本多为“既方之外半其一矩”。

经陈良佐[3]、李国伟[4]、李继闵[5]、曲安京[1]等学者研究,“既方之,外半其一矩”更符合逻辑。

③ 长指的是面积。

古代对不同维度的量纲比较,并没有发明新的术语,而统称“长”。

赵爽注称:“两矩者, 句股各自乘之实。

共长者, 并实之数。

由于年代久远,周公弦图失传,传世版本只印了赵爽弦图(造纸术在汉代才发明)。

所以某些学者误以为商高没有证明(只是说了一段莫名其妙的话),后来赵爽才给出证明。

其实不然,摘录赵爽注释《周髀算经》时所做的《句股圆方图》[2]——“句股各自乘, 并之为弦实, 开方除之即弦。

案: 弦图又可以句股相乘为朱实二, 倍之为朱实四, 以句股之差自相乘为中黄实, 加差实亦成弦实。

” 赵爽弦图注意“案”中的“弦图又可以”、“亦成弦实”,“又”“亦”二字表示赵爽认为勾股定理还可以用另一种方法证明,于是他给出了新的证明。

下为赵爽证明—— 青朱出入图三角形为直角三角形,以勾a为边的正方形为朱方,以股b为边的正方形为青方。

以盈补虚,将朱方、青方并成弦方。

依其面积关系有a^2+b^2=c^2.由于朱方、青方各有一部分在玄方内,那一部分就不动了。

以勾为边的的正方形为朱方,以股为边的正方形为青方。

以盈补虚,只要把图中朱方(a2)的I移至I′,青方的II移至II′,III移至III′,则刚好拼好一个以弦为边长的正方形(c……2 ).由此便可证得a^+b^2=c^2;[编辑本段]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。

,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。

如下: 解:在网格内,以两个直角边为边长的小正方形面积和,等于以斜边为边长的的正方形面积。

勾股定理的内容:直角三角形两直角边a、b的平方和等于斜边c的平方, a的平方+b的平方=c的平方; 说明:我国古代学者把直角三角形的较短直角边称为“勾”,较长直角边为“股”,斜边称为“弦”,所以把这个定理称为“勾股定理”。

勾股定理揭示了直角三角形边之间的关系。

举例:如直角三角形的两个直角边分别为3、4,则斜边c的平方;= a的平方+b的平方=9+16=25即c=5 则说明斜边为5。

[编辑本段]勾股定理的5种证明方法 这个定理有许多证明的方法,其证明的方法可能是数学众多定理中最多的。

路明思(Elisha Scott Loomis)的 Pythagorean Proposition( 《毕达哥拉斯命题》)一书中总共提到367种证明方式。

有人会尝试以三角恒等式(例如:正弦和余弦函数的泰勒级数)来证明勾股定理,但是,因为所有的基本三角恒等式都是建基于勾股定理,所以不能作为勾股定理的证明(参见循环论证)。

【证法1】(梅文鼎证明) 作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RtΔGEF ≌ RtΔEBD, ∴ ∠EGF = ∠BED, ∵ ∠EGF + ∠GEF = 90°, ∴ ∠BED + ∠GEF = 90°, ∴ ∠BEG =180°―90°= 90° 又∵ AB = BE = EG = GA = c, ∴ ABEG是一个边长为c的正方形. ∴ ∠ABC + ∠CBE = 90° ∵ RtΔABC ≌ RtΔEBD, ∴ ∠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 , ∴ BDPC的面积也为S,HPFG的面积也为S由此可推出:a^2+b^2=c^2 【证法2】(项明达证明) 作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(b>a) ,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QP‖BC,交AC于点P. 过点B作BM⊥PQ,垂足为M;再过点 F作FN⊥PQ,垂足为N. ∵ ∠BCA = 90°,QP‖BC, ∴ ∠MPC = 90°, ∵ BM⊥PQ, ∴ ∠BMP = 90°, ∴ BCPM是一个矩形,即∠MBC = 90°. ∵ ∠QBM + ∠MBA = ∠QBA = °, ∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90°, ∴ ∠QBM = ∠ABC, 又∵ ∠BMP = 90°,∠BCA = 90°,BQ = BA = c, ∴ RtΔBMQ ≌ RtΔBCA. 同理可证RtΔQNF ≌ RtΔAEF.即a^2+b^2=c^2【证法3】(赵浩杰证明) 作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(b>a) ,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. 分别以CF,AE为边长做正方形FCJI和AEIG, ∵EF=DF-DE=b-a,EI=b, ∴FI=a, ∴G,I,J在同一直线上, ∵CJ=CF=a,CB=CD=c, ∠CJB = ∠CFD = 90°, ∴RtΔCJB ≌ RtΔCFD , 同理,RtΔABG ≌ RtΔADE, ∴RtΔCJB ≌ RtΔCFD ≌ RtΔABG ≌ RtΔADE ∴∠ABG = ∠BCJ, ∵∠BCJ +∠CBJ= 90°, ∴∠ABG +∠CBJ= 90°, ∵∠ABC= 90°, ∴G,B,I,J在同一直线上, 所以a^2+b^2=c^2【证法4】(欧几里得证明) 作三个边长分别为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a的平方+b的平方=c的平方【证法5】欧几里得的证法 《几何原本》中的证明 在欧几里得的《几何原本》一书中提出勾股定理由以下证明后可成立。

设△ABC为一直角三角形,其中A为直角。

从A点划一直线至对边,使其垂直于对边上的正方形。

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。

在正式的证明中,我们需要四个辅助定理如下: 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定理) 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。

任意一个四方形的面积等于其二边长的乘积(据辅助定理3)。

证明的概念为:把上方的两个正方形转换成两个同等面积的平行四边形,再旋转并转换成下方的两个同等面积的长方形。

其证明如下: 设△ABC为一直角三角形,其直角为CAB。

其边为BC、AB、和CA,依序绘成四方形CBDE、BAGF和ACIH。

画出过点A之BD、CE的平行线。

此线将分别与BC和DE直角相交于K、L。

分别连接CF、AD,形成两个三角形BCF、BDA。

∠CAB和∠BAG都是直角,因此C、A 和 G 都是线性对应的,同理可证B、A和H。

∠CBD和∠FBA皆为直角,所以∠ABD等于∠FBC。

因为 AB 和 BD 分别等于 FB 和 BC,所以△ABD 必须相等于△FBC。

因为 A 与 K 和 L是线性对应的,所以四方形 BDLK 必须二倍面积于△ABD。

因为C、A和G有共同线性,所以正方形BAGF必须二倍面积于△FBC。

因此四边形 BDLK 必须有相同的面积 BAGF = AB^2。

同理可证,四边形 CKLE 必须有相同的面积 ACIH = AC^2。

把这两个结果相加, AB^2+ AC^2; = BD×BK + KL×KC 由于BD=KL,BD×BK + KL×KC = BD(BK + KC) = BD×BC 由于CBDE是个正方形,因此AB^2 + AC^2= BC^2。

此证明是于欧几里得《几何原本》一书第1.47节所提出的[编辑本段]勾股定理的别名 勾股定理,是几何学中一颗光彩夺目的明珠,被称为“几何学的基石”,而且在高等数学和其他学科中也有着极为广泛的应用。

正因为这样,世界上几个文明古国都已发现并且进行了广泛深入的研究,因此有许多名称。

我国是发现和研究勾股定理最古老的国家之一。

我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,勾股定理在我国又称“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。

在法国和比利时,勾股定理又叫“驴桥定理”。

还有的国家称勾股定理为“平方定理”。

在陈子后一二百年,希腊的著名数学家毕达哥拉斯发现了这个定理,因此世界上许多国家都称勾股定理为“毕达哥拉斯”定理.为了庆祝这一定理的发现,毕达哥拉斯学派杀了一百头牛酬谢供奉神灵,因此这个定理又有人叫做“百牛定理”. 前任美国第二十届总统伽菲尔德证明了勾股定理(1876年4月1日)。

1 周髀算经, 文物出版社,1980年3月, 据宋代嘉定六年本影印,1-5页。

2. 陈良佐: 周髀算经勾股定理的证明与出入相补原理的关系. 刊於《汉学研究》, 1989年第7卷第1期, 255-281页。

3. 李国伟: 论「周髀算经」“商高曰数之法出于圆方”章. 刊於《第二届科学史研讨会汇刊》, 台湾, 1991年7月, 227-234页。

4. 李继闵: 商高定理辨证. 刊於《自然科学史研究》,1993年第12卷第1期,29-41页 。

5. 曲安京: 商高、赵爽与刘徽关於勾股定理的证明. 刊於《数学传播》20卷, 台湾, 1996年9月第3期, 20-27页[编辑本段]习题 将直角三角形ABC绕直角顶点C旋转,使点A落在BC边上的A',利用阴影部分面积完成勾股定理的证明.角ACB=90度,BC=a,AC=b,AB=c;求证:a平方+b平方=c平方.答案 在直角三角形ABC绕直角顶点C旋转点A落在BC上点A撇利用阴影部分面积完成勾股定理的证明 已知角ACB=90度BC=a AC=b AB=c 求证a平方+b平方=c平方 证明作三角形A撇B撇C撇≌三角形ABC使点A的对应点A撇在BC上,连接AA撇 BB撇 延长B撇A撇交AB于点M 因为△A'B'C是由△ABC旋转所得 所以,Rt△ABC≌Rt△A'B'C 所以,∠A'B'C=∠ABC 延长B'A'交AB于点M 则,∠A'B'C+∠B'A'C=90° 而,∠B'A'C=∠MA'B(对顶角) 所以,∠MBA'+MA'B=90° 所以,B'M⊥AB 那么,Rt△ABC∽Rt△A'BM 所以,A'B\\\/AB=A'M\\\/AC 即,(a-b)\\\/c=A'M\\\/b 所以,A'M=(a-b)*b\\\/c 那么,△ABB'的面积=(1\\\/2)AB*B'M=(1\\\/2)AB*[B'A'+A'M] =(1\\\/2)*c*[c+(a-b)*b\\\/c] =(1\\\/2)c^2+(1\\\/2)(a-b)*b =(1\\\/2)[c^2+ab-b^2]…………………………………………(1) △B'A'B的面积=(1\\\/2)A'B*B'C=(1\\\/2)(a-b)a=(1\\\/2)(a^2-ab) 而△ABB'的面积=2*S△ABC+S△B'A'B 所以:(1\\\/2)[c^2+ab-b^2]=2*[(1\\\/2)ab]+(1\\\/2)(a^2-ab) 则:c^2+ab-b^2=2ab+a^2-ab 所以:c^2=a^2+b^2

求勾股定理200字论文

1.勾股定理的由来勾股定理是由距今3000多年前的周朝商高发现的,汉代数学、开文著作《周髀算经》中以商高回答周公旦提问的方式陈述了这个定量:“勾股各自乘,长而开方除之。

”又有“勾广三,股修四,经隅五,”的说法,即今人讲的勾三股四弦五。

在周髀算经》和《九章算术》中都已明确给出了勾股定理的一般形式:勾+股=弦。

2.勾股定理的验证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

勾股定理的重要性

勾理的应用格致初级中学 金奕【教学目标】1、通过些典型题目的思考、解答,能正熟练的进行勾股定理有关计算,加深对勾股定理的理解应用。

2、会用勾股定理解决一些简单的实际问题,逐步渗透“数形结合”和“转化”的数学思想,体会数学的应用价值和渗透数学思想给解题带来的便利。

3、在勾股定理应用的学习中感受人类文明的力量和中华民族对人类文明的贡献,并了解勾股定理的重要性。

4、积极参加数学学习活动,增强自主、合作意识,培养热爱祖国,尊重科学的高尚品质。

【教学重点】勾股定理的应用【教学难点】分析思路,渗透数学思想【教学过程】一、情境引入:我国已故著名数学家华罗庚曾建议:让宇宙飞船带着几个数学图形飞到宇宙空间,其中一个就是边长为3:4:5的直角三角形.二、新课探索:1、斜拉桥上可以看到许多直角三角形如果知道桥面以上的索塔AB的高,怎么计算各条拉索AC、AD、AE……的长

2、如图,现要在此楼梯旁建造无障碍通道,经测量每格楼梯的高为11.25cm,宽20cm,你能求出通道的长度吗

3、机场入口的铭牌上说明,飞机的行李架是一个56cm×36cm×23cm的长方体空间。

一位旅客携带一件长60cm的画卷,这件画卷能放入行李架吗

4、《九章算术》勾股章第6题 引葭(jiā)赴岸 “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.”5、学生练习:风动红莲平平湖水清可鉴,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

6、下图是学校的旗杆,旗杆上的绳子垂到了地面,并多出了一段,现在老师想知道旗杆的高度,你能帮老师想个办法吗?请你与同伴交流并提出一个设计方案. 三、小结通过今天这节课的学习,你有什么收获

四、巩固拓展1、校园里有一块三角形空地,现准备在这块空地上种植草皮以美化环境,已经测量出它的三边长分别是13、14、15米,若这种草皮每平方米售价120元,则购买这种草皮至少需要支出多少

2、你能在数轴上画出表示 的点吗? , 呢

思考:已知长度为 (n是大于1的整数)的线段,你能在作长度为 的线段吗

五、作业:练习册17.9(2) 教学反思:在勾股定理的第一课时中,学生主要是对勾股定理的探索与证明,而本节课是在学生掌握了直角三角形的性质和勾股定理的基础上对勾股定理的直接应用。

在引入本节课内容是教师以一个新颖的视角作为切入点, “在地球之外的浩瀚的宇宙中,有没有外星人

”, “如果有的话,我们如何与他们进行联系

” “我国著名的数学家华罗庚曾建议:让宇宙飞船带着几个数学图形飞到宇宙空间,其中一个就是边长为3:4:5的直角三角形.你知道他为什么会提出这样的建议吗

” 通过这样一系列的问题,牢牢抓住了学生的注意力,“古老的勾股定理,竟然成为了,我们与外星人之间的联络密码!”学生在感叹人类古老文明的同时体会到勾股定理的重要性。

教师再通过一系列生活中随处可见的直角三角形实例,引起学生的共鸣,这是一条非常实用的几何定理。

在接下去的教学中教师把勾股定理的实际应用放在比较突出的位置,学生通一些典型题目的思考、解答,正确、熟练的进行勾股定理有关计算,加深对勾股定理的理解应用。

教师带领着学生们从横跨浦江两岸的斜拉桥到无障碍设施的改造到飞机的行李箱,巧妙的从水上到陆地到空中,让学生真切感受到勾股定理和我们日常生活密不可分,有着无穷的生命力。

中国古代数学家较早独立发现并证明过勾股定理,而对它的应用更有许多独到之处.借着书上例3《九章算术》勾股章第6题:引葭(jiā)赴岸,师生互动,一起理解题意,分析数量关系,感受题目中折射出的方程思想、数形结合思想和我国古人简练而准确的数学语言。

同时教师顺势而下,介绍了这一问题在世界数学史上很有影响.印度古代数学家婆什迦罗的《丽罗瓦提》一书中有按这一问题改编的"风动红莲";阿拉伯数学家阿尔

勾股定理在现实生活中有哪些应用

勾股定理:在直角三角形中,两直角边的平方和等于斜边的平方. 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,几乎所有文明古国(希腊、中国、埃及、巴比伦、印度等)对此定理都有所研究,希腊著名数学家毕达哥拉斯(前580至568- 前501至500)曾对本定理有所研究,故西方国家均 称此定理为毕达哥拉斯定理,据说毕达哥拉斯十分喜爱这个定理,当他在公元前550前年左右发现这个定理时,宰杀了百头牛羊以谢神的默示.但毕达哥拉斯对勾股定理的证明方法已经失传.著名的希 腊数学家欧几里得(前330-前275)在巨著《几何原本》(第Ⅰ卷,命题47)中给出一个很好的证明(如图1):分别以直角三角形的直角边AB,AC及斜边BC向外作正方形,ABFH,AGKC及BCED,连FC,BK,作AL⊥DE.则欧几里得通过△BCF及△BCK为媒介.证明了正方形ABFH与矩形BDLM及正方形ACKG与矩形MLEC等积,于是推得AB2+AC2=BC2. 在我国,这个定理的叙述最早见于《周髀算经 》(大约成书于公元前一世纪前的西汉时期),书中有一段商高(约前1120)答周公问中有“勾广三 ,股修四,经隅五”的话,意即直角三角形的两条直角边是3及4、则斜边是5.书中还记载了陈子( 前716)答荣方问:“若求邪至日者,以日下为勾,日高为股,勾股各自乘,并而开方除之、得邪至日”,古汉语中邪作斜解,因此这一句话明确陈述了勾股定理的内容.至三国的赵爽(约3世纪),在他的数学文献《勾股圆方图》中(作为《周髀算经》的注文,而被保留于该书之中).运用弦图,巧妙的证明了勾股定理,如图2.他把三角形涂成红色,其面积叫“朱实”,中间正方形涂成黄色叫做“中黄实”,也叫“差实”.他写道:“按弦图,又可勾股相乘为朱实二,倍之为朱实四,以勾股之差相乘为中黄实,加差实,亦称弦实”.若用现在的符号,分别用a、b、c记勾、股、弦之长,赵爽所述即2ab+(a-b)2=c2,化简之得a2+b2=c2.

数学史上第一次提出勾股定理的著作

勾股定理是初等几何中的一个基本定理。

所谓勾股定理,就是指在直角三角形中,两条直角边的平方和等于斜边的平方。

这个定理有十分悠久的历史,几乎所有文明古国(希腊、 中国、埃及、巴比伦、印度等) 对此定理都有所研究。

勾股定理在西方被称为毕达哥拉斯定理,相传是古希腊数学家兼哲学家毕达哥拉斯(Pythagoras,公元前572~公元前497) (右图) 于公元前550年首先发现的。

但毕达哥拉斯对勾股定理的证明方法已经失传。

著名的希腊数学家欧几里得(Euclid,公元前330~公元前275)在巨著《几何原本》(第Ⅰ卷,命题47)中给出一个很好的证明。

(左图为欧几里得和他的证明图) 中国古代对这一数学定理的发现和应用,远比毕达哥拉斯早得多。

中国最早的一部数学著作——《周髀算经》的开头,记载着一段周公向商高请教数学知识的对话:周公问:我听说您对数学非常精通,我想请教一下:天没有梯子可以上去,地也没法用尺子去一段一段丈量, 那么怎样才能得到关于天地得到数据呢

商高回答说:数的产生来源于对方和圆这些形体的认识。

其中有一条原理:当直角三角形‘矩'得到的一条直 角边‘勾'等于3,另一条直角边’股'等于4的时候, 那么它的斜边'弦'就必定是5。

这个原理是大禹在治水的时候就总结出来的呵。

如果说大禹治水因年代久远而无法确切考证的话,那么周公与商高的对话则可以确定在公元前1100年左右的西周时期, 比毕达哥拉斯要早了五百多年。

其中所说的勾3股4弦5,正是勾股定理的一个应用特例。

所以现在数学界把它称为勾股定理是非常恰当的。

在稍后一点的《九章算术》一书中( 约在 公元50至100年间) (右图) ,勾股定理得到了更加规范的一般性表达。

书中的《勾股章》说;“把勾和股分别自乘,然后把它们的积加起来,再进行开方,便可以得到弦。

” 。

《九章算术》系统地总结了战国、秦、汉以来的数学成就,共收集了246个数学的应用问题和各个问题的解法,列为九章,可能是所有中国数学著作中影响最大的一部。

中国古代的数学家们不仅很早就发现并应用勾股定理,而且很早就尝试对勾股定理作理论的证明。

最早对勾股定理进行证明的,是三国时期吴国的数学家赵爽。

赵爽创制了一幅“勾股圆方图” ,用形数结合得到方法,给出了勾股定理的详细证明 (右图) 。

在这幅“勾股圆方图”中,以弦为边长得到正方形ABDE是由4个相等的直角三角形再加上中间的那个小正方形组成的。

每个直角三角形的面积为ab\\\/2;中间的小正方形边长为b-a,则面积为(b-a) 2 。

于是便可得如下的式子: 4×(ab\\\/2)+(b-a) 2 =c 2 化简后便可得: a 2 +b 2 =c 2 亦即:c=(a 2 +b 2 ) (1\\\/2) 赵爽的这个证明可谓别具匠心,极富创新意识。

他用几何图形的截、割、拼、补来证明代数式之间的恒等关系,既具严密性,又具直观性,为中国古代以形证数、形数统一、代数和几何紧密结合、互不可分的独特风格树立了一个典范。

以后的数学家大多继承了这一风格并且有发展, 只是具体图形的分合移补略有不同而已。

例如稍后一点的刘徽在证明勾股定理时也是用以形证数的方法,刘徽 (右图) 用了“出入相补法”即剪贴证明法,他把勾股为边的正方形上的某些区域剪下来(出), 移到以弦为边的正方形的空白区域内(入),结果刚好填满,完全用图解法就解决了问题。

(左图为刘徽的勾股证明图) 中国古代数学家们对于勾股定理的发现和证明,在世界数学史上具有独特的贡献和地位。

尤其是其中体现出来的“形数统一”的思想方法,更具有科学创新的重大意义。

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