勾股定理的证明方法
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这种证明方法由于用了梯形面积公式和三角形面积公式,从而使证明更加简洁,它在数学史上被传为佳话。
的平方=3的平方+4的平方
在图一中,DABC为一直角三角形,其中ÐA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,DFBC全等於DABD(S.A.S.)。所以正方形ABFG的面积=2´DFBC的面积=2´DABD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(EuclidofAlexandria)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。
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(1/2ab)+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。