1、画直角三角形;
2、以三边为边构造正方形;
3、构造正方形的内部,度量它们的面积;
4、计算两直角边构造的面积的和,与斜边构造的面积比较,得出勾股定理。
5、拖动点A、B、C,改变三角形的大小与形状进行验证。
勾股定理的应用
教学目标
1.了解勾股定理的证明,掌握勾股定理的内容,初步会用它进行有关的计算、作图和证明.
2.通过勾股定理的应用,培养方程的思想和逻辑推理能力.
3.对比介绍我国古代和西方数学家关于勾股定理的研究,对学生进行爱国主义教育.
教学重点与难点
重点是勾股定理的应用;难点是勾股定理的证明及应用.
教学过程设计
一、激发兴趣引入课题
通过介绍我国数学家华罗庚的建议——向宇宙发射勾股定理的图形与外星人联系,并说明勾股定理是我国古代数学家于2000年前就发现了的,激发学生对勾股定理的兴趣和自豪感,引入课题.
二、勾股定理的探索,证明过程及命名
1.猜想结论.
勾股定理叙述的内容是什么呢?请同学们也体验一下数学家发现新知识的乐趣.
教师用计算机演示:
(1)在△ABC中,∠A,∠B,∠C所对边分别为a,b和 c, ∠ACB= 90°,使△ABC运动起来,但始终保持∠ACB=90°,如拖动 A点或B点改变a ,b的长度来拖动AB边绕任一点旋转△ACB等.
(2)在以上过程中,始终测算a2,b2,c2,各取以上典型运动的某一两个状态的测算值(约7~8个)列成表格,让学生观察三个数之间有何数量关系,得出猜想.
(3)对比显示锐角三角形、钝角三角形的三边的平方不存在这种关系,因此它是直角三角形所特有的性质.让学生用语言来叙述他的猜想,画图及写出已知、求证.
2.证明猜想.
目前世界上可以查到的证明勾股定理的方法有几百种,连美国第20届总统加菲尔德于1881年也提供了一面积证法(见课本第109页图(4)),而我国古代数学家利用割补、拼接图形计算面积的思路提供了很多种证明方法,下面咱们采纳其中一种(教师制作教具演示,见如图3-151)来进行证明.
3.勾股定理的命名.
我国称这个结论为“勾股定理”,西方称它为“毕达哥拉斯定理”,为什么呢?
(1)介绍《周髀算经》中对勾股定理的记载;
(2)介绍西方毕达哥拉斯于公元前582~493时期发现了勾股定理;
(3)对比以上事实对学生进行爱国主义教育,激励他们奋发向上.
三、勾股定理的应用
1.已知直角三角形任两边求第三边.
例 1在 Rt△ABC中,∠C= 90°,∠A,∠B,∠C所对边分别为a,b,c.
(1)a= 6,b=8求c及斜边上的高;(2)a=40,c=41,求 b;(3)b=15 ,=25求 a;(4)a:b=3:4,c=15,求b.
说明:对于(1),让学生总结基本图形(图3-153)中利用面积求斜边上高的基本方法;对于(4),引导学生利用方程的思想来解决问题.
教师板书(1),(4)的规范过程,让学生练习(2),(3).
例2求图3-152所示(单位mm)矩形零件上两孔中心A和B的距离(精确到0.lmm).
教师就如何根据图纸上尺寸寻找直角三角形ABC中的已知条件,出示投影.
练习 1投影显示: (1)在等腰 Rt△ABC中, ∠C=90°, AC:BC:AB=__________;
(2)如图 3- 153 ∠ACB =90°,∠A= 30°,则BC:AC:AB=___________;若AB=8,则AC=_____________;又若CD⊥AB,则CD=______________.
(3)等边出△ABC的边长为 a,则高AD=__________,
S △ABC=______________
说明:
(1)学会利用方程的思想来解决问题.
(2)通过此题让学生总结并熟悉几个基本图形中的常用结论:
①等腰直角三角形三边比为1:1:;
②含30°角的直角三角形三边之比为1::2;
③边长为a的等边三角形的高为a,面积为
(板书)例 3 如图 3-154, AB=AC=20, BC=32,△DAC= 90°.求 BD的长.
分析:
(1)分解基本图形,图中有等腰△ABC和
Rt△ADC;
(2)添辅助线——等腰△ABC底边上的高
AE,同时它也是Rt△ADC斜边上的高;
(3)设BD为X.利用图3-153中的基本关系,
通过列方程来解决.教师板书详细过程.
解 作AE⊥BC于E.设BD为x,则DE=16-x,AE2=AC2-EC2.又AD2=DE2+AE2=DC2-AC2,将上式代入,得DE2+AC2-EC2=DC2-AC2,即2AC2=DC2+EC2-DE2.
∴2×202=(32-x)2+162-(16-x)2,解得x=7.
2.利用勾股定理作图.
例4 作长为的线段.
说明:按课本第101页分析作图即可,强调构造直角三角形的方法以及自己规定单位长.
3.利用勾股定理证明.
例5 如图3-155,△ABC中,CD⊥AB于D,AC>BC.
求证:AC2-BC2=AD2-BD2=AB(AD-BD).
分析:
(1) 分解出直角三角形使用勾股定理.
Rt△ACD中,AC2=AD2+CD2;Rt△BCD中,BC2=CD2+BD2.
(2) 利用代数中的恒等变形技巧进行整理:
AC2-BC2=(AD2+CD2)-(CD2+BD2)
=AD2-BD2
=(AD+BD)(AD-BD)
=AB(AD-BD).
例6 已知:如图3-156,Rt△ABC,∠ACB=90°,D为BC中点,DE⊥AB于E,求证:AC2=AE2-BE2.
分析:添加辅助线———连结AD,构造出两个新直角三角形,选择与结论有关的勾股定理和表达式进行证明.
4.供选用例题.
(1) 如图3-157,在Rt△ABC中 ,∠C=90°,∠A=15°,BC=1.求△ABC的面积.
提示:添加辅助线——BA的中垂线DE交BA于D,交AC于E,连结BE,构造出含30°角的直角三角形BCE,同时利用勾股定理解决,或直接在∠ABC内作∠ABE=15°,交CA边于E.
(2) 如图3-158,△ABC中,∠A=45°,∠B=30°,BC=8.求AC边的长.
分析:添加辅助线——作CD⊥AB于D,构造含45°,30°角的直角三角形列方程解决问题.
(3)如图3-159(a),在四边形ABCD中,∠B=
∠D=90°,∠C=60°,AD=1,BC=2,求AB,CD.
提示:添加辅助线——延长BA,CD交于E,构造30°角的Rt△EAD,Rt△EBC.利用它们的性质来解决问题(见图3-159(b)).或将四边形ABCD分割成含30°的直角三解形及矩形来解决问题.(见图3-159(c))
答案:AB=23-2,CD=4-3.
(4)已知:3-160(a),矩形ABCD.(四个角是直角)
①P为矩形内一点,求证PA2+ PC2= PB2+ PD2
②探索P运动到AD边上(图3-160(b))、矩形ABCD外(图3-160(C))时,结论是否仍然成立.
分析:
(1)添加辅助线——过P作EF⊥BC交AD干E,交BC于F.在四个直角三角形中分别
使用勾股定理.
(2)可将三个题归纳成一个命题如下:
矩形所在平面上任一点到不相邻顶点的距离的平方和相等.
四、师生共同回忆小结
1.勾股定理的内容及证明方法.
2.勾股定理的作用:它能把三角形的形的特征(一角为90°)转化为数量关系,即三边满足a2+b2=c2.
3.利用勾股定理进行有关计算和证明时,要注意利用方程的思想求直角三角形有关线段
长;利用添加辅助线的方法构造直角三角形使用勾股定理.
五、作业
1. 课本第106页第2~8题.
2.阅读课本第109页的读一读:勾股定理的证明.
课堂教学设计说明
本教学设计需2课时完成.
1.勾股定理揭示了直角三角形三边之间的数量关系,是直角三角形的一个重要性质.本教学设计利用计算机(几何画板软件动态显示)的优越条件,提供足够充分的典型材料——形状大小、位置发生变化的各种直角三角形,让学生观察分析,归纳概括,探索出直角三角形三边之间的关系式,并通过与锐角、钝角三角形的对比,强调直角三角形的这个特有性质,体现了启发学生独立分析问题、发现问题、总结规律的教学方法.
2. 各学校根据自己的教学条件还可以采纳以下类比联想的探索方式来引入新课.
(1)复习三角形三边的关系,总结出规律:较小两边的和大于第三边.
(2)引导学生类比联想:较小两边的平方和与第三边的平方有何大小关系呢?
(3)举出三个事例(见图3-161(a)(b)( c)).
对比发现锐角、钝角三角形中两较小边的平方和分别大于或小于第三边的平方,直角三角形中较小两边的平方和等于第三边的平方.
(4)用教具演示图3-151,验证对直角三角形所做的猜想.
教学目的:1、会阐述勾股定理的逆定理
2、会应用勾股定理的逆定理判定一个三角形是直角三角形
3、能正确、灵活的应用勾股定理及勾股的逆定理
教学重点:勾股定理逆定理的应用
教学难点:勾股定理逆定理的证明
教学方法:讲练结合
教学过程:
一、复习提问
1、 勾股定理的文字语言
2、 勾股定理的几何符号语言
3、 勾股定理的作用
4、 填空:已知一直角三角形的两边是5和12,则第三边的长是 。
二、导入新课
勾股定理是一个命题,任何命题都有逆命题,它的逆命题是什么?
三、讲解新课
勾股定理的逆定理的文字语言:如果三角形的三边长:a、b、c有关系,a2+b2=c2,那么这个三角形是直角三角形。
命题有真假之分,它是否为真命题,首先必须证明。
已知:在ΔABC中,AB=c,BC=a,CA=b,并且a2+b2=c2
求证:∠C=90º
分析:证明一个角为90º,可以证AC⊥BC
也可以利用书本上的方法证明,自学
通过证明,勾股定理的逆命题是个真命题,即勾股定理的逆定理。
勾股定理的逆定理的几何符号语言:在ΔABC中∵ a2+b2=c2 (或c2-a2 = b2 )
∴∠C=90º(勾股定理的逆定理)
强调:只要满足上述关系,它必定是直角三角形,且较长的边是斜边,它所对的角是直角。
例如:三边长分别为3、4、5,能否组成直角三角形,5、12、13呢?9、40、41呢?
勾股数:能够成为直角三角形三条边长的三个正整数,称为勾股数(或勾股弦数)
书本102—103页,划出定义,完成作业103页1、3
例1 ΔABC的三边分别为下列各组值,能组成直角三角形的打“√”,并指出哪个是直角,否则打“×”
⑴a=1、b= 、c=1
⑵a=1.2、b=1.6、c=2
⑶a:b:c=2: :2
⑷a=n2-1、b=2n、c= n2+1(n>1)
⑸a=2n2+1、b=2n2+2n、c=2mn(m>n)m、n为正整数
解⑴ ∵12+12=( )2 ∴ ΔABC是以∠B为直角的三角形
⑵ ∵22-1.62=(2+1.6)(2-1.6)=1.44=(1.2)2
∴ ΔABC是以∠B为直角的三角形
⑶⑷⑸解略。
强调:对于数字较大,可以利用平方差公式,达到简便运算。
例2 已知:如图,AD=3,AB=4,∠BAD=90º,BC=12,CD=13,
求四边形ABCD的面积.
分析:连结BD,求出BD=5,
∵BD2+BC2=CD2 ∴∠CBD=90º
∴四边形ABCD的面积=ΔABD的面积+ΔBD的面积
解:略
例2 已知:如图,在ΔABC中,CD是AB边上的高,且CD2=AD2•BD
求证:ΔABC是直角三角形
分析:要证ΔABC是直角三角形
只要证AC2+BC2=AB2
在RtΔACD中,∵∠ACD=90º
∴AC2=AD2+CD2
同理可证,BC2=CD2+BD2
∴AC2 + BC2 = AD2+2 CD2+BD2
=(AD+BD)2
∴ΔABC是直角三角形
请学生自己完成证明过程。
三、课堂小结
1、 勾股定理的逆定理是直角三角形的判定定理,勾股定理为性质定理,他们互为逆定理
2、 勾股定理的逆定理的作用是用来判定一个三角形是否为直角三角形?
勾股定理,其他软件找不到了所以求助网友,谢谢解答
由于∠bcp=∠pcb=30°
所以∠B'CB=60°
又因为BC=B'C
所以三角形B'CB是等边三角形,从而B'点的坐标是(1,1-(根号3)/2)
最后一步用到了正三角形的性质(高=边长*(根号3)/2)
易语言编写的一个勾股定理计算软件问题
判断的时候 不能是 编辑框.内容>"0"
要写成 到小数(编辑框.内容)>0更多
我用的是如果真啊
。。。我是说你 如果真 后面 要写成 到小数(编辑框.内容)>0
改了也不行啊,改了调试时就出现不能将小数型转换为文本型
古老铜排折弯方法
折弯不太重要,重点在于量排...量准铜排才是做排的难点....所谓的勾三股四玄五,就是说一个直角三角行知道两边后可以求出第三条边,运用的是勾股定理..这方法是用来测量没折弯前,需用排的总长度..一般简单折弯,上段和下段为竖直,中段,则为斜,勾股定理的运用就是为了则出斜边的长度,方法是把上段排的竖直沿升,和下段排顶部的垂直线沿升,与斜面够成一个直角三角形,沿升线可以用尺子量出,从而求出整条铜排的总长度,进而剪排在折弯
用计算器怎么用勾股定理
直接用公式就可以了
比如知道两条直角边a,b 求斜边c=根号下a方加b方,直接在计算器上带入就可以了
求勾股定理的证明方法
勾股定理证明评鉴
作者:梁子杰
勾股定理(又叫「毕氏定理」)说:「在一个直角三角形中,斜边边长的平方等於两条直角边边长平方之和。」据考证,人类对这条定理的认识,少说也超过 4000 年!又据记载,现时世上一共有超过 300 个对这定理的证明!
我觉得,证明多,固然是表示这个定理十分重要,因而有很多人对它作出研究;但证明多,同时令人眼花缭乱,亦未能够一针见血地反映出定理本身和证明中的数学意义。故此,我在这篇文章中,为大家选出了 7 个我认为重要的证明,和大家一起分析和欣赏这些证明的特色,与及认识它们的历史背境。
证明一
图一
在图一中,D ABC 为一直角三角形,其中 Ð A 为直角。我们在边 AB、BC 和 AC 之上分别画上三个正方形 ABFG、BCED 和 ACKH。过 A 点画一直线 AL 使其垂直於 DE 并交 DE 於 L,交 BC 於 M。不难证明,D FBC 全等於 D ABD(S.A.S.)。所以正方形 ABFG 的面积 = 2 ´ D FBC 的面积 = 2 ´ D ABD 的面积 = 长方形 BMLD 的面积。类似地,正方形 ACKH 的面积 = 长方形 MCEL 的面积。即正方形 BCED 的面积 = 正方形 ABFG 的面积 + 正方形 ACKH 的面积,亦即是 AB2 + AC2 = BC2。由此证实了勾股定理。
这个证明巧妙地运用了全等三角形和三角形面积与长方形面积的关系来进行。不单如此,它更具体地解释了,「两条直角边边长平方之和」的几何意义,这就是以 ML 将正方形分成 BMLD 和 MCEL 的两个部分!
这个证明的另一个重要意义,是在於它的出处。这个证明是出自古希腊大数学欧几里得之手。
欧几里得(Euclid of Alexandria)约生於公元前 325 年,卒於约公元前 265 年。他曾经在古希腊的文化中心亚历山大城工作,并完成了著作《几何原本》。《几何原本》是一部划时代的著作,它收集了过去人类对数学的知识,并利用公理法建立起演绎体系,对后世数学发展产生深远的影响。而书中的第一卷命题 47,就记载著以上的一个对勾股定理的证明。
证明二
图二
图二中,我们将4个大小相同的直角三角形放在一个大正方形之内,留意大正方形中间的浅黄色部分,亦都是一个正方形。设直角三角形的斜边长度为 c,其余两边的长度为 a 和 b,则由於大正方形的面积应该等於 4 个直角三角形和中间浅黄色正方形的面积之和,所以我们有
(a + b)2 = 4(1/2 ab) + c2
展开得 a2 + 2ab + b2 = 2ab + c2
化简得 a2 + b2 = c2
由此得知勾股定理成立。
证明二可以算是一个非常直接了当的证明。最有趣的是,如果我们将图中的直角三角形翻转,拼成以下的图三,我们依然可以利用相类似的手法去证明勾股定理,方法如下:
图三
由面积计算可得 c2 = 4(1/2 ab) + (b - a)2
展开得 = 2ab + b2 - 2ab + a2
化简得 c2 = a2 + b2(定理得证)
图三的另一个重要意义是,这证明最先是由一个中国人提出的!据记载,这是出自三国时代(即约公元 3 世纪的时候)吴国的赵爽。赵爽为《周髀算经》作注释时,在书中加入了一幅他称为「勾股圆方图」(或「弦图」)的插图,亦即是上面图三的图形了。
证明三
图四
图四一共画出了两个绿色的全等的直角三角形和一个浅黄色的等腰直角三角形。不难看出,整个图就变成一个梯形。利用梯形面积公式,我们得到∶
1/2(a + b)(b + a) = 2(1/2 ab) + 1/2 c2
展开得 1/2 a2 + ab + 1/2 b2 = ab + 1/2 c2
化简得 a2 + b2 = c2(定理得证)
有一些书本对证明三十分推祟,这是由於这个证明是出自一位美国总统之手!
在 1881 年,加菲(James A. Garfield; 1831 - 1881)当选成为美国第 20 任总统,可惜在当选后 5 个月,就遭行刺身亡。至於勾股定理的有关证明,是他在 1876 年提出的。
我个人觉得证明三并没有甚麼优胜之处,它其实和证明二一样,只不过它将证明二中的图形切开一半罢了!更何况,我不觉得梯形面积公式比正方形面积公式简单!
又,如果从一个老师的角度来看,证明二和证明三都有一个共同的缺点,它就是需要到恒等式 (a ± b)2 = a2 ± 2ab + b2 了。虽然这个恒等式一般都包括在中二的课程之中,但有很多学生都未能完全掌握,由於以上两个证明都使用了它,往往在教学上会出现学生不明白和跟不上等问题。
证明四
(a) (b) (c)
图五
证明四是这样做的:如图五(a),我们先画一个直角三角形,然后在最短的直角边旁向三角形那一边加上一个正方形,为了清楚起见,以红色表示。又在另一条直角边下面加上另一个正方形,以蓝色表示。接著,以斜边的长度画一个正方形,如图五(b)。我们打算证明红色和蓝色两个正方形面积之和,刚好等於以斜边画出来的正方形面积。
留意在图五(b)中,当加入斜边的正方形后,红色和蓝色有部分的地方超出了斜边正方形的范围。现在我将超出范围的部分分别以黄色、紫色和绿色表示出来。同时,在斜边正方形内,却有一些部分未曾填上颜色。现在依照图五(c)的方法,将超出范围的三角形,移入未有填色的地方。我们发现,超出范围的部分刚好填满未曾填色的地方!由此我们发现,图五(a)中,红色和蓝色两部分面积之和,必定等於图五(c)中斜边正方形的面积。由此,我们就证实了勾股定理。
这个证明是由三国时代魏国的数学家刘徽所提出的。在魏景元四年(即公元 263 年),刘徽为古籍《九章算术》作注释。在注释中,他画了一幅像图五(b)中的图形来证明勾股定理。由於他在图中以「青出」、「朱出」表示黄、紫、绿三个部分,又以「青入」、「朱入」解释如何将斜边正方形的空白部分填满,所以后世数学家都称这图为「青朱入出图」。亦有人用「出入相补」这一词来表示这个证明的原理。
在历史上,以「出入相补」的原理证明勾股定理的,不只刘徽一人,例如在印度、在阿拉伯世界、甚至乎在欧洲,都有出现过类似的证明,只不过他们所绘的图,在外表上,或许会和刘徽的图有些少分别。下面的图六,就是将图五(b)和图五(c)两图结合出来的。留意我经已将小正方形重新画在三角形的外面。看一看图六,我们曾经见过类似的图形吗?
图六
其实图六不就是图一吗?它只不过是将图一从另一个角度画出罢了。当然,当中分割正方形的方法就有所不同。
顺带一提,证明四比之前的证明有一个很明显的分别,证明四没有计算的部分,整个证明就是单靠移动几块图形而得出。我不知道大家是否接受这些没有任何计算步骤的「证明」,不过,我自己就非常喜欢这些「无字证明」了。
图七
在多种「无字证明」中,我最喜欢的有两个。图七是其中之一。做法是将一条垂直线和一条水平线,将较大直角边的正方形分成 4 分。之后依照图七中的颜色,将两个直角边的正方形填入斜边正方形之中,便可完成定理的证明。
事实上,以类似的「拼图」方式所做的证明非常之多,但在这裏就未有打算将它们一一尽录了。
另一个「无字证明」,可以算是最巧妙和最简单的,方法如下:
证明五
(a) (b)
图八
图八(a)和图二一样,都是在一个大正方形中,放置了4个直角三角形。留意图中浅黄色部分的面积等於 c2。现在我们将图八(a)中的 4 个直角三角形移位,成为图八(b)。明显,图八(b)中两个浅黄色正方形的面积之和应该是 a2 + b2。但由於(a)、(b)两图中的大正方形不变,4 个直角三角形亦相等,所以余下两个浅黄色部的面积亦应该相等,因此我们就得到 a2 + b2 = c2,亦即是证明了勾股定理。
对於这个证明的出处,有很多说法:有人说是出自中国古代的数学书;有人相信当年毕达哥拉斯就是做出了这个证明,因而宰杀了一百头牛来庆祝。总之,我觉得这是众多证明之中,最简单和最快的一个证明了。
不要看轻这个证明,它其实包含著另一个意义,并不是每一个人都容易察觉的。我现在将上面两个图「压扁」,成为图九:
(a) (b)
图九
图九(a)中间的浅黄色部分是一个平行四边形,它的面积可以用以下算式求得:mn sin(a + b),其中 m 和 n 分别是两个直角三角形斜边的长度。而图九(b)中的浅黄色部分是两个长方形,其面积之和是:(m cos a)(n sin b) + (m sin a)(n cos b)。正如上面一样,(a)、(b)两图浅黄色部分的面积是相等的,所以将两式结合并消去共有的倍数,我们得:sin(a + b) = sin a cos b + sin b cos a,这就是三角学中最重要的复角公式!原来勾股定理和这条复角公式是来自相同的证明的!
在证明二中,当介绍完展开 (a + b)2 的方法之后,我提出了赵爽的「弦图」,这是一个展开 (a - b)2 的方法。而证明五亦有一个相似的情况,在这裏,我们除了一个类似 (a + b) 的「无字证明」外,我们亦有一个类似 (a - b) 的「无字证明」。这方法是由印度数学家婆什迦罗(Bhaskara; 1114 - 1185)提出的,见图十。
(a) (b)
图十
证明六
图十一
图十一中, 我们将中间的直角三角形 ABC 以 CD 分成两部分,其中 Ð C 为直角,D 位於 AB 之上并且 CD ^ AB。设 a = CB,b = AC,c = AB,x = BD,y = AD。留意图中的三个三角形都是互相相似的,并且 D DBC ~ D CBA ~ D DCA,所以
= 和 =
由此得 a2 = cx 和 b2 = cy
将两式结合,得 a2 + b2 = cx + cy = c(x + y) = c2。定理得证。
证明六可以说是很特别的,因为它是本文所有证明中,唯一一个证明没有使用到面积的概念。我相信在一些旧版的教科书中,也曾使用过证明六作为勾股定理的证明。不过由於这个证明需要相似三角形的概念,而且又要将两个三角形翻来覆去,相当复杂,到今天已很少教科书采用,似乎已被人们日渐淡忘了!
可是,如果大家细心地想想,又会发现这个证明其实和证明一(即欧几里得的证明)没有分别!虽然这个证明没有提及面积,但 a2 = cx 其实就是表示 BC 上正方形的面积等於由 AB 和 BD 两边所组成的长方形的面积,这亦即是图一中黄色的部分。类似地,b2 = cy 亦即是图一中深绿色的部分。由此看来,两个证明都是依据相同的原理做出来的!
证明七
(a) (b) (c)
图十二
在图十二(a)中,我们暂时未知道三个正方形面积之间有甚麼直接的关系,但由於两个相似图形面积之比等於它们对应边之比的平方,而任何正方形都相似,所以我们知道面积 I : 面积 II : 面积 III = a2 : b2 : c2。
不过,细心地想想就会发现,上面的推论中,「正方形」的要求是多余的,其实只要是一个相似的图形,例如图十二(b)中的半圆,或者是图十二(c)中的古怪形状,只要它们互相相似,那麼面积 I : 面积 II : 面积 III 就必等於 a2 : b2 : c2了!
在芸芸众多的相似图形中,最有用的,莫过於与原本三角形相似的直角三角形了。
(a) (b)
图十三
在图十三(a)中,我在中间的直角三角形三边上分别画上三个和中间三角形相似的直角三角形。留意:第 III 部分其实和原本三角形一样大,所以面积亦相等;如果我们从三角形直角的顶点引一条垂直线至斜边,将中间的三角形分成两分,那麼我们会发现图十三(a)的面积 I 刚好等於中间三角形左边的面积,而面积 II 亦刚好等於右边的面积。由图十三(b)可以知道:面积 I + 面积 II = 面积 III。与此同时,由於面积 I : 面积 II : 面积 III = a2 : b2 : c2,所以 a2 + b2 = c2。
七个证明之中,我认为这一个的布局最为巧妙,所用的数学技巧亦精彩。可惜对一个初中学生而言,这个证明就比较难掌握了。
我不太清楚这个证明的出处。我第一次认识这个证明,是在大学时候,一位同学从图书馆看到这个证明后告诉我的。由於印象深刻,所以到了今天仍依然记忆犹新。
欧几里得《几何原本》的第六卷命题 31 是这样写的:「在直角三角形中,对直角的边上所作的图形等於夹直角边上所作与前图相似且有相似位置的二图形之和。」我估计,相信想出证明七的人,应该曾经参考过这一个命题。
2001 年 8 月 13 日
2002 年 5 月 27 日(加添证明六的注释)
子吉注曰:2001 年 6 月,本人获教育署数学组之邀请,在一个就著新数学课程而举办的研讨会中,以「勾股定理证明评鉴」为题,发表了约半小时的演讲。本文就是依照当日的讲稿改写而成的。在演讲中,亦有使用演示软件辅助讲解,读者如对该简报档有兴趣,可按下面的连结下载。
http://staff.ccss.edu.hk/jckleung/jiao_xue/py_thm/py_thm.html
勾股定理讲课时怎么导入?学生更有兴趣
据说某国曾悬赏一个和外星人进行联系的方案,能让外星人看懂宇宙中还有高等生物。最后得奖的就是这个(此时你在黑板上画一个表示勾股定理的几何图形——一个直角三角形,三边各是一个正方形)。
什么外星人?
因为和外星人语言不通,但勾股定理的原理相信外星人能看懂。
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