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勾股定理


勾股定理图

对于直角三角形有腿的一b条斜边 c(c),

 a^2+b^2=c^2。
(1)

对于所有几何定理中最基本的定理,存在许多不同的证明。该定理也可以从平面推广三角形三矩形四面体,英寸这种情况被称为德瓜定理. The勾股定理的各种证明似乎都需要应用一些版本或结果平行假设:解剖证明依赖于右锐角的互补性三角形,剪切证明依赖于平行四边形的显式构造,证明通过相似性要求存在非相称的相似三角形,等等(S.布罗迪)。根据这一观察,S.Brodie表明平行假设相当于毕达哥拉斯定理。

在1939年的电影中从巫师那里得到了他的大脑绿野仙踪稻草人背诵了毕达哥拉斯语的以下错误形式定理,“等腰的三角形等于剩余边的平方根。“第五次电视节目季阿森一族,荷马·J·辛普森重复稻草人的路线(Pickover 2002,第341页)。在第二季第集“痴迷"电视犯罪剧(2006)编号3RS,查理在讨论篮球圈时的方程式包括勾股定理。

PythagThDissc型

聪明的证明解剖阿拉伯数学家Thabit ibn给出了将两个小正方形重新组合成一个大正方形的方法库拉(Ogilvy 1994,Frederickson 1997)。

毕达哥拉斯勾股定理三

另一个证据解剖是由于佩里加尔(左图;佩里贾尔1873;杜德尼1958;马达奇1979;斯坦豪斯1999,第4-5页;鲍尔和Coxeter 1987)。使用右图完成了相关证明,其中地区最大的广场是四倍地区其中一个三角形加上地区内部的广场.从图中可以看出,d=b-a,所以

A类=4(1/2)+d^2
(2)
=2ab+(b-a)^2
(3)
=2ab+b^2-2ab+a^2
(4)
=a^2+b^2
(5)
=抄送:。
(6)
毕达哥巴斯卡拉

印度数学家巴斯卡拉用上图构造了一个证明,另一个漂亮的解剖证明如下(加德纳1984,第154页)。

PythagThTriBox(密码盒)
 c^2+4(1/2ab)=(a+b)^2
(7)
 c^2+2ab=a^2+2ab+b^2
(8)
 c^2=a^2+b^2。
(9)
毕达哥拉斯定理

通过剪切存在着一些美丽而直观的证据(加德纳1984年,第155-156页;数学项目!).

也许有史以来最著名的证明是欧几里德的几何证明(Tropfke 1921ab;Tietze 1965,p.19),尽管它既不是最简单的,也不是最明显的。欧几里德的证明使用了下面的数字,这有时被称为新娘的椅子、孔雀尾巴或风车。哲学家叔本华(Schopenhauer)将这一证明描述为“反常的精彩作品”(叔本华1977;加德纳(Gardner)1984,第153页)。

勾股定理

德尔塔ABC成为直角三角形, 方形CAFG, 方形CBKH、和 方形ABED是正方形,并且CL‖BE公司. The三角形 德尔塔FABDeltaCAD(增量CAD)除了旋转外都是等效的,所以

 2DeltaFAB=2DeltaCAD。
(10)

剪切这些三角形给出了两个等价项三角形

 2德尔塔CAD=ADLM。
(11)

因此,

  平方ACGF=ADLM。
(12)

同样,

  方形BC=2DeltaABK=2DeltaBCE=BL
(13)

所以

 a^2+b^2=cx+c(c-x)=c^2。
(14)

Heron证明了阿拉斯加州,氯,高炉 横断在某一点上(Dunham 1990,第48-53页)。

Heron公式对于地区三角形,隐式包含勾股定理。使用表单

 K=1/4平方(2a^2b^2+2a^2c^2+2b^2c|2-(a^4+b^4+c^4))
(15)

并等同于地区

 K=1/2ab
(16)

给予

 1/4a^2b^2=1/(16)[2a^2b2+2a^2c^2+2b^2c-(a^4+b^4+c^4)]。
(17)

重新安排和简化提供了

 a^2+b^2=c^2,
(18)

勾股定理,其中K(K)地区三角形有侧面的一,b条,c(c)(Dunham 1990年,第128-129页)。

勾股定理陷阱

使用梯形詹姆斯·加菲尔德(1876年)在众议院任职时发现的《众议员》(Gardner 1984,第155和161页;Pappas 1989,第200-201页;Bogomolny)。

A_(梯形)=1/2标准[基地]·[海拔高度]
(19)
=1/2(a+b)(a+b)
(20)
=1/2ab+1/2ab+1/2c^2。
(21)

重新排列,

 1/2(a^2+2ab+b^2)=ab+1/2c^2
(22)
 a^2+2ab+b^2=2ab+c^2
(23)
 a^2+b^2=c^2。
(24)

代数证明(希腊人不会接受)使用欧拉公式.将三角形一,b条,c(c),垂直的的支腿正确的三角形沿着实轴和虚轴对齐。然后

 a+bi=ce^(i)。
(25)

采取复共轭给予

 a-bi=ce^(-itheta)。
(26)

乘法(25)由(26)给予

 a^2+b^2=c^2
(27)

(Machover,1996年)。

毕达哥拉斯定理

另一个代数证明是通过相似性进行的。它是直角三角形,如上图所示正确的三角形带侧面x个,一、和d日(左图中的小三角形;右图中复制图)与直角三角形有侧面的d日,b条,年(左图中的大三角形;在中间图中复制)。出租c=x+y在上图中,给出了

x/年=账户
(28)
是/否=银行账户
(29)

所以

a^2=cx公司
(30)
b^2号=塞浦路斯
(31)

 a^2+b^2=c(x+y)=c^2
(32)

(加德纳1984年,第155和157页)。因为这个证明取决于潜在的无理数并且不能直接翻译成几何结构,欧几里德认为这是无效的。


另请参见

新娘的椅子,德瓜定理,余弦定律,孔雀尾部,毕达哥拉斯定理,毕达哥拉斯语三倍的,直角三角形,风车 探索这个数学世界课堂上的主题

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引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“勾股定理。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/PythagoreanTheorem.html

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