勾股定理的九种证明方法(附图)_勾股定理的证明方法图
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勾股定理的证明方法
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。
二、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。
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 =90 °,∠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^
2六、欧几里德射影定理证法 :如图,Rt△ABC中,∠ABC=90°,AD是斜边BC上的高,通过证明三角形相似则有射影定理如下:1)(BD)^2;=AD·DC,(2)(AB)^2;=AD·AC,(3)(BC)^2;=CD·AC。由公式(2)+(3)得:(AB)^2;+(BC)^2;=AD·AC+CD·AC =(AD+CD)·AC=(AC)^2;,即(AB)^2;+(BC)^2;=(AC)
^
2七、杨作玫证法:
做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.过A作AF⊥AC,AF交GT于F,AF交DT于R.过B作BP⊥AF,垂足为P.过D作DE与CB的延长线垂直,垂足为E,DE交AF于H.∵ ∠BAD = 90º,∠PAC = 90º,∴ ∠DAH = ∠BAC.又∵ ∠DHA = 90º,∠BCA = 90º,AD = AB = c,∴ RtΔDHA ≌ RtΔBCA.∴ DH = BC = a,AH = AC = b.由作法可知,PBCA 是一个矩形,所以 RtΔAPB ≌ RtΔBCA.即PB =CA = b,AP= a,从而PH = b―a.∵ RtΔDGT ≌ RtΔBCA ,RtΔDHA ≌ RtΔBCA.∴ RtΔDGT ≌ RtΔDHA.∴ DH = DG = a,∠GDT = ∠HDA.又∵ ∠DGT = 90º,∠DHF = 90º,∠GDH = ∠GDT + ∠TDH = ∠HDA+ ∠TDH = 90º,∴ DGFH是一个边长为a的正方形.∴ GF = FH = a.TF⊥AF,TF = GT―GF = b―a.∴ TFPB是一个直角梯形,上底TF=b―a,下底BP= b,高FP=a +(b―a).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
c2S1S2S3S4S5①
bbaabab21ab22,=
1abS8
2bS1S8.② 2=
∵
S8S3S4
S5S8S9,∴
把②代入①,得
S3S4b2
c2S1S2b2S1S8S8S9
2bS2S9 = b2a2.= 222
∴abc.八、陈杰证法:
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(b>a),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(如图).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 = ba―a = b.又∵ ∠CMD = 90º,CM = a,∠AED = 90º,AE = b,∴ RtΔAED ≌ RtΔDMC.∴ ∠EAD = ∠MDC,DC = AD = c.∵ ∠ADE + ∠ADC+ ∠MDC =180º,∠ADE + ∠MDC = ∠ADE + ∠EAD = 90º,∴ ∠ADC = 90º.∴ 作AB∥DC,CB∥DA,则ABCD是一个边长为c的正方形.∵ ∠BAF + ∠FAD = ∠DAE+ ∠FAD = 90º,∴ ∠BAF=∠DAE.连结FB,在ΔABF和ΔADE中,∵ AB =AD = c,AE = AF = b,∠BAF=∠DAE,∴ ΔABF ≌ ΔADE
.∴ ∠AFB = ∠AED = 90º,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.222cSSSSbSSSaS3S7,2345126∵,S1S5S4S6S7,2
2∴ abS3S7S1S2S6
=S2S3S1S6S7
=S2S3S4S5 2=c
∴abc.九、辛卜松证法:
设直角三角形两直角边的长分别为a、b,斜边的长为c.作边长是a+b的正
方形ABCD.把正方形ABCD划分成上方左图所示的几个部分,则正方形ABCD
22的面积为 abab2ab;把正方形ABCD划分成上方右图所示的几个
ab241abc2
2部分,则正方形ABCD的面积为=2abc.222
∴ab2ab2abc,222
∴abc.222
DD