毕达哥拉斯定理最普遍的表述方式之一可能是在内积空间的背景下。少量抽象的胡言乱语以下是(在这个词的非技术意义上)。

所以让我们V(V)成为你的最爱内部产品空间希尔伯特空间我的正好在2(X,dμ),的空间平方可积 功能中的测量空间 X关于测量μ、 但如果你喜欢更普通的东西,你可以考虑欧几里德空间 R(右)n个甚至是普通的ol'欧几里得的 飞机 R(右)2初等几何。随便拿两个正交的 矢量 v(v)w个在里面V(V).根据正交性的定义<v(v)|w个> = 0.

V(V),长度v(v)w个由定义

||v(v)|| := <v(v)|v(v)>1/2

||w个|| := <w个|w个>1/2.

所以,如果毕达哥拉斯定理被翻译成矢量第页,内积第页,规范s、 因此,在这种情况下应该理解为

||v(v)-w个||2================================================================================||v(v)||2+ ||w个||2.

在其他符号中,

<v(v)-w个|v(v)-w个> = <v(v)|v(v)> + <w个|w个>.

这是真的吗?当然是!只要回忆一下公理内积的s,线性的ity和准对称性(或不合格对称如果我们的标量域是真实的),那么就满足我们的需要。这让我们可以写

<v(v)-w个|v(v)-w个> = <v(v)|v(v)>+ <w个|w个> - <w个|v(v)> - <v(v)|w个>,

但是<w个|v(v)> = <v(v)|w个>=0,因为这两个向量是正交的。这建立了勾股定理。

但是等等!我们尚未压缩所有果汁从这个橙色如果这两个向量v(v)w个最初不是正交的吗?然后右边减去的两个项不会消失,而是消失

<v(v)-w个|v(v)-w个> = <v(v)|v(v)> + <w个|w个> -2重新<v(v)|w个>,

哪里重新表示真实部分。要解释这一点,请记住内部产品也可以写成重新<v(v)|w个> = ||v(v)|| ||w个||cosθ,其中θ是v(v)w个因此,我们可以写,

||v(v)-w个||2================================================================================||v(v)||2+ ||w个||2- 2||v(v)|| ||w个||cosθ

我们承认这是余弦定律.

当然,一旦所有的定义和公理都被理解了,上面写的一切都是完全正确的琐碎的(这个词的数学意义)。在某种程度上,公理和定义的建立正是为了让毕达哥拉斯定理在内积空间中成立。不幸的是,为什么定义是这样的,并不是很容易解释的,而是只有经验才能解释的。那些不能教的东西之一。或者更确切地说,是我不知道该怎么教的东西。

对于毕达哥拉斯定理的另一个有趣版本(如果给出了正确的定义,那么它可能会包含在当前的解释中),请查看贝塞尔不等式帕西瓦尔定理有时称为普朗彻定理。警告:在这两种解释中抽象的胡言乱语得到堆得更高更深尽管最初出现过,但基本思想仍然是一样的。