人人范文网 范文大全

奥数

发布时间:2020-03-03 00:25:34 来源:范文大全 收藏本文 下载本文 手机版

勾股定理

初等几何的著名定理之一。直角三角形两直角边上正方形面积的和等于斜边上正方形的面积,即如果直角三角形两直角边长度为a和b,斜边长度为c,那么a^2+b^2=c^2。中国古代称直角三角形的直角边为勾和股,斜边为弦,故此定理称为勾股定理。此定理在中国古代和西方早已被发现。数学史上普遍认为最先证明这个定理的是毕达哥拉斯,所以很多数学书上把此定理称为毕达哥拉斯定理。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。两千多年来,勾股定理由于应用的广泛性,吸引了历代众多的人,对它的证明已达数百种。

概述:

任何一个直角三角形(Rt△)中,两条直角边的长度的平方和等于斜边长度的平方和。这就叫做勾股定理。即勾的长度的平方加股的长度的平方等于弦的长度的平方。如果用a,b,c分别表示直角三角形的两条直角边和斜边,那么a^2+b^2=c^2 勾股定理是余弦定理的一个特例。这个定理在中国又称为“商高定理”(相传大禹治水时,就会运用此定理来解决治水中的计算问题),在外国称为“毕达哥拉斯定理”或者“百牛定理”。(毕达哥拉斯发现了这个定理后,即斩了百头牛作庆祝,因此又称“百牛定理”)。 同时在我国和国外都有对于最早发现这一定理的争论。我国认为该定理的时间最早见于《周髀算经》。

勾股定理是一个基本的几何定理,它是用代数思想解决几何问题的最重要的工具之一,也是数形结合的纽带之一。

内容:

直角三角形(等腰直角三角形也算在内)两直角边(即“勾”“股”短的为勾,长的为股)边长平方和等于斜边(即“弦”)边长的平方。勾股定理现发现约有400种证明方法,是数学定理中证明方法最多的定理之一。

中国古代著名数学家商高说:“若勾三,股四,则弦五。”(即勾三股四弦五。)它被记录在了《周髀算经》中。

推广:

⒈如果将直角三角形的斜边看作二维平面上的向量,将两直角边看作在平面直角坐标系坐标轴上的投影,则可以从另一个角度考察勾股定理的意义。即,向量长度的平方等于它在其所在空间一组正交基上投影长度的平方之和。

⒉勾股定理是余弦定理的特殊情况。

定理历史:

毕达哥拉斯定理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。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。埃及称为埃及三角形。

实际上,早在毕达哥拉斯之前,许多民族已经发现了这个事实,而且巴比伦、埃及、中国、印度等的发现都有真凭实据,有案可查。相反,毕达哥拉斯的著作却什么也没有留传下来,关于他的种种传说都是后人辗转传播的。可以说真伪难辨。这个现象的确不太公平,其所以这样,是因为现代的数学和科学来源于西方,而西方的数学及科学又来源于古希腊,古希腊流传下来的最古老的著作是欧几里得的《几何原本》,而其中许多定理再往前追溯,自然就落在毕达哥拉斯的头上。他常常被推崇为“数论的始祖”,而在他之前的泰勒斯被称为“几何的始祖”,西方的科学史一般就上溯到此为止了。至于希腊科学的起源只是近一二百年才有更深入的研究。因此,毕达哥拉斯定理这个名称一时半会儿改不了。不过,在中国,因为我们的老祖宗也研究过这个问题,因此称为商高定理,而更普遍地则称为勾股定理。中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。

作用:

⑴勾股定理是联系数学中最基本也是最原始的两个对象——数与形的第一定理。

⑵勾股定理导致不可通约量的发现,从而深刻揭示了数与量的区别,即所谓“无理数\"与有理数的差别,这就是所谓第一次数学危机。

⑶勾股定理开始把数学由计算与测量的技术转变为证明与推理的科学。

⑷勾股定理中的公式是第一个不定方程,也是最早得出完整解答的不定方程,它一方面引导到各式各样的不定方程,包括著名的费尔马大定理,另一方面也为不定方程的解题程序树立了一个范式。

证法1:

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。过点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A+B=C 证法2:

作两个全等的直角三角形,设它们的直角边长分别为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A2+B2=C2 证法3:

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.;再作一个边长为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,A2+B2=C2。

证法4:

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;中间懂得小正方形边长为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=(a2 +b2 )1/2

奥数

奥数十一

奥数 二

奥数教案

小五奥数

文体奥数

二年级奥数

奥数知识点

奥数题

奥数方阵

奥数
《奥数.doc》
将本文的Word文档下载到电脑,方便编辑。
推荐度:
点击下载文档
相关专题 预初奥数计算 奥数
点击下载本文文档