勾股定理原理是一个基本的几何定理,指直角三角形的两条直角边的平方和等于斜边的平方。
勾股定理的意义:
勾股定理的证明是论证几何的发端。勾股定理是历史上第一个把数与形联系起来的定理,即它是第一个把几何与代数联系起来的定理。勾股定理导致了无理数的发现,引起第一次数学危机,大大加深了人们对数的理解。
证明方法:
证明:设△ABC为一直角三角形,其直角为∠CAB。其边为BC、AB和CA,依序绘成四方形CBDE、BAGF和ACIH。画出过点A之BD、CE的平行线,分别垂直BC和DE于K、L。分别连接CF、AD,形成△BCF、△BDA。
∠CAB和∠BAG都是直角,因此C、A和G共线,同理可证B、A和H共线。∠CBD和∠FBA都是直角,所以∠ABD=∠FBC。因为AB=FB,BD=BC,所以△ABD≌△FBC。因为A与K和L在同一直线上,所以四边形BDLK=2△ABD。
因为C、A和G在同一直线.上,所以正方形BAGF=2△FBC,因此四边形BDLK=BAGF=AB²。同理可证,四边形CKLE=ACIH=AC²。把这两个结果相加,AB²+AC²=BDBK+KLKC由于BD=KL,BDBK+KLKC=BD(BK+KC)=BDBC。
由于CBDE是个正方形,因此AB²+AC²=BC²,即a²+b²=c²。
勾股定理的发展:
1、中国
公元前十一世纪,数学家商高(西周初年人)就提出“勾三、股四、弦五”。编写于公元前一世纪以前的《周髀算经》中记录着商高与周公的一段对话。
商高说:“……故折矩,勾广三,股修四,经隅五。”意为:当直角三角形的两条直角边分别为3(勾)和4(股)时,径隅(弦)则为5。
公元三世纪,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,记录于《九章算术》中“勾股各自乘,并而开方除之,即弦”,赵爽创制了一幅“勾股圆方图”,用数形结合得到方法,给出了勾股定理的详细证明。后在刘徽注中亦证明了勾股定理。
2、外国
远在公元前约三千年的古巴比伦人就知道和应用勾股定理,他们还知道许多勾股数组。美国哥伦比亚大学图书馆内收藏着一块编号为“普林顿322”的古巴比伦泥板,上面就记载了很多勾股数。古埃及人在建筑宏伟的金字塔和测量尼罗河泛滥后的土地时,也应用过勾股定理。