勾股定理9种证明(有图)_第1页
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文档简介

1、.勾股定理的 9 种证明(有图)【证法 1】(邹元治证明)以 a、b 为直角边, 以 c 为斜边做四个全等的直角三角形,则每个直角三角形的面积1ab等于 2 . 把这四个直角三角形拼成如图所示形状,c三点在一条直线上, c、g、d三点在一条直线上 . rt hae rt ebf,d ahe = bef.a aeh + ahe = 90o,使 a、e、b三点在一条直线上, b、f、bgaccb aeh + bef = 90 o.h hef = 180o 90o= 90 o. 四边形 efgh是一个边长为 c 的b正方形 . 它的面积等于 c2.ccfca rt gdh rt hae,a hgd

2、= eha. hgd + ghd = 90o, eha + ghd = 90o.又 ghe = 90o, dha = 90o+ 90 o= 180 o.aebb abcd是一个边长为 a + b 的正方形,它的面积等于a b 2.a2b4 1 ab c2222.2. abc【证法 2】(梅文鼎证明)做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 c 作 ac的延长线交 df于点 p.且 rtgef rtebd,d d、e、f 在一条直线上 , egf = bed,b egf + gef = 90,cf

3、bed + gef = 90,gca beg =180o90o= 90 o.aefh又 ab = be = eg = ga = c, abeg是一个边长为 c 的正方形 .ba abc + cbe = 90o.gceb rtabc rtebd,p abc = ebd.bb ebd + cbe = 90o.ccc即 cbd= 90o.ahad又 bde = 90o,bcp = 90o,ba;.acb.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a2b2s21 ab,1 ab2c 2s2,2a

4、2b2c2 .【证法 3】(项明达证明)做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(ba) ,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 qpbc,交 ac于点 p. 过点 b作 bmpq,垂足为 m;再过点 f 作 fnpq,垂足为 n. bca = 90o,qpbc, mpc = 90o, bmpq, bmp = 90o,ebafcapcmcnbc bcpm是一个矩形,即 mbc = 90o. qbm + mba = qba = 90o,qcbabc + mba = mbc = 90o, qbm

5、 = abc,又 bmp = 90o,bca = 90o,bq = ba = c , rt bmq rt bca.同理可证 rt qnf rt aef.从而将问题转化为【证法 4】(梅文鼎证明) . 【证法 4】(欧几里得证明)做三个边长分别为 a、b、c 的正方形,把它们拼成如图所示形状,使在一条直线上,连结bf、cd. 过 c作 clde,g交 ab于点 m,交 de于点hl. af = ac ,ab = ad,acfab = gad,ffab gad,ba12ma,afab的面积等于 2abh、c、b 三点kb;.c.gad的面积等于矩形adlm的面积的一半, 矩形 adlm的面积 =

6、a 2 .2同理可证,矩形mleb的面积 = b .= 矩形 adlm的面积 + 矩形 mleb的面积 c 2a 2b2 ,即 a2b2c 2 .【证法 5】(杨作玫证明)做两个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为再做一个边长为 c 的正方形 . 把它们拼成如图所示的多边形 . 于 f,af 交 dt于 r. 过 b 作 bpaf,垂足为 p. 过 d作 de与a、b(ba),斜边长为 c.过 a 作 afac,af 交 gt cb的延长线垂直,垂足为e,de交 af 于 h. bad = 90o,pac = 90o,gad dah = bac.又 dha = 90o,bca = 90

7、o,cad = ab = c ,b921c rtdha rtbca.f 8 ra dh = bc = a ,ah = ac = b.hp由作法可知, pbca 是一个矩形,t3456所以 rtapb rt bca. 即 pb =ccbca = b ,ap= a,从而 ph = b a.q rtdgt rtbca ,7eacrtdha rtbca.b rt dgt rt dha . dh = dg = a , gdt = hda . 又 dgt = 90o,dhf = 90o, gdh = gdt + tdh = hda+ tdh = 90o, dgfh是一个边长为 a 的正方形 . gf =

8、fh = a . tf af,tf = gtgf = b a . tfpb 是一个直角梯形,上底 tf=ba,下底 bp= b,高 fp=a +(ba).用数字表示面积的编号(如图) ,则以 c 为边长的正方形的面积为c2s1s2s3s4 s5s8s3s41a b ab b a2s5s8s9 , s321s4b2 abs8 = b2s1 s8b 21 ab=2,.把代入,得c 2s1s2b2s1s8s8s9;.= b2s2s9 = b2a 2 . a 2b 2c 2 .【证法 6】(李锐证明)设直角三角形两直角边的长分别为a、b(ba),斜边的长为 c.做三个边长分别为a、b、c 的正方形,把

9、它们拼成如图所示形状,使a、e、 g三点在一条直线上 .用数字表示面积的编号(如图) . tbe = abh = 90o, tbh = abe.又bth = bea = 90o, bt = be = b , rt hbt rt abe. ht = ae = a. gh = gtht = b a. 又 ghf + bht = 90o,dbc + bht = tbh + ghf = dbc. db = eb ed = b a, hgf = bdc = 90o,tbb82 crd6h31ag7mf4ea5cbht = 90o,q rthgf rtbdc. 即s7 s2 .过 q作 qmag,垂足是

10、m. 由 baq = bea = 90o,可知 abe= qam,而 ab = aq = c ,所以 rtabe rtqam . 又 rt hbt rt abe. 所以 rthbt rtqam . 即 s8s5 .由 rtabe rtqam,又得 qm = ae = a , aqm = bae. aqm + fqm = 90o, bae + car = 90o, aqm = bae, fqm = car.又 qmf = arc = 90o,qm = ar = a , rtqmf rtarc. 即 s4s6 . c 2s1s2s3s4s5 , a 2s1 s6 , b2s3s7s8 ,又s7s2

11、 , s8s5 , s4s6 , a2b2s1s6s3s7s8=s1s4s3s2s5=c 2 ,即 a2b 2c 2 .【证法 7】(利用多列米定理证明);.在 rtabc中,设直角边bc = a,ac = b,斜边 ab = c(如图) .过点 a 作 adcb,过点 b 作 bdca,则 acbd为矩形,矩形 acbd内接于一个圆 . 根据多列米定理,圆内接四边形对角线的乘积等于两对边乘积之和,有abdcadbcacbd , ab = dc = c ,ad = bc = a , ac = bd = b ,dbb ab 2bc 2ac 2 ,即 c2a 2b 2 ,cca a2b 2c 2

12、.aabc【证法 8】(利用反证法证明)如图,在 rtabc中,设直角边 ac、bc的长度分别为 a、b,斜边 ab的长为 c,过点 c 作 cdab,垂足是 d.假设 a 2b 2c 2 ,即假设 ac 2bc 2ab 2 ,则由ab 2ab ab = ab adbd = abad ab bd可知 ac 2abad ,或者 bc 2ab bd .即 ad:acac:ab,或者 bd:bcbc:ab.在 adc和 acb中, a = a,c 若 ad:acac:ab,则badc acb.a在 cdb和 acb中, b = b, 若 bd:bcbc:ab,则 cdb acb.又 acb = 90o, adc90o, cdb 90o. 这与作法 cdab矛盾 . 所以,adcbac 2bc 2ab 2 的假设不能成立 . a2b 2c 2 .【证法 9】(辛卜松证明)设直角三角形两直角边的长分别为a

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