勾股定理解答证明题

2024-08-09

勾股定理解答证明题(10篇)

1.勾股定理解答证明题 篇一

今年又见定理证明题

--从2012年陕西高考理科第18题谈起

周兴顺(陕西省西安市田家炳中学710500)

(作者简介:周兴顺,高级教师,国家奥林匹克数学竞赛教练员,先后在湖北《中学数学》、陕西师大《中学数学教学参考》、江苏《中学数学月刊》等省级及其以上刊物上发表论文7篇,国家级获奖论文4篇,市级以上获奖论文10篇,出版合著8部、其中编著的5部教辅书在上百所学校使用,被评为 “精品图书”;奥数辅导的学生多人次在全国竞赛中获奖。联系方式:E-mail:xshzhou63@126.com QQ:987237648)

2011年高考数学陕西卷理科18题,以“叙述并证明余弦定理”,震撼了社会,使很多考生感到很意外,有的网民竟在网上说“他,如神一般,妙杀了38万陕西考生…打破了陕西高考数学历史……破坏了和谐社会…让百万群众所愤怒……”,对此,笔者不苟同,于2011年6月18日在网上以《2011年陕西理科数学高考题的分析与启示》为题为命题者伸冤:余弦定理的证明既在课本(指文1,北师大版,下同)必修五第二章第1.2节中,又是课本必修四第二章第5节从力做的功到向量的数量积中的例2,它的证明方法多样,不只局限于课本中的向量方法,在教学中如果能按新课程的教学理念组织学生认真研究,从各种不同的角度提出解决问题的方法并给以解决,学生应该可以很好地解决此题,但事实上我们很多的课堂是对此一带而过,直奔定理的应用,这是典型的应试教育教学方式,是对数学证明中追求理性精神的背

1叛。该题再一次提醒我们,教学要回归教材,教学要让学生经历一个从提出问题到解决问题的完整的过程,不能只注重知识的应用而忽视知识发生、发展的过程。其实这种叙述并证明课本中的定理的命题方式早在1980年的高考“叙述并证明换底公式”中出现过:,最近几年有的省份也曾出过“叙述并证明三垂线定理”,没有引起师生的重视。

今年——2012年高考数学陕西卷理科18题:(1)如图,证明命题“a是平面内的一条直线,b是外的一条直线(b不垂直于),c是直线b在上的投影,若ab,则ac”为真。

(2)写出上述命题的逆命题,并判断其真假(不需要证明)。

其实又是课本定理的证明:第一问是考课本(选修2—1)第41页例3(三垂线定理)的逆命题的证明,第二问是让写出三垂线定理,并判断其真假(不需要证明)。

(文2)对第一问给出两种证法:证法1(向量方法),类似课本(选修2—1)第41页例3(三垂线定理)的证明。证法2(传统方法),利用直线和平面垂直的性质证明。

对第二问,判断其真假的方法,可直接应用除三垂线定理的结论还可类似第一问证明,也还可在考场利用三角板做实验,验证其正确性,因只需判断其真假,不需要证明。

在立体几何中,可谓“处处有垂直,垂直无处不在”。立体几何中的垂直包括线线垂直、线面垂直、面面垂直,其中最基本的是线线垂

直。证明线线垂直,高考中常用三法:①利用三垂线定理及其逆定理证。②利用直线和平面垂直的性质证.③利用向量证。

纵观历年高考题,对于立体几何来说,考查重点是明确的,只是模型会有所变化。正如罗增儒教授多次强调的“抓住了垂直(不是只抓垂直),并作上一批高考立体几何题,临场的立体几何成绩一定能有立竿见影的提高”。空间想象能力好的考生可选择传统方法,以计算见长的考生可选择向量法。

对此题,社会反响比较平和,普遍看好,认为该题考查利用立体几何中重要的三垂线定理逆定理的证明及书写,属于核心知识,解题时用的是立体几何中最基本的方法,这比去年的余弦定理的证明来说,命题者给出了图形显然是降低了门槛,提高了试题的得分率。笔者认为只要认真研读、领会《考试说明》(或文3)中知识要求:(十

六)空间向量与立体几何③能用向量方法证明有关直线和平面位置关系的一些定理(包括三垂线定理),不难解答此题。

2012年陕西高考理科数学18题对我们有以下二点启示:启示一:我们在以后的教学中要注重基本知识的学习,淡化技巧的演练,回归到数学学习的原点,让学生在数学学习过程中要感受到数学学习带给他们追求理性精神的快乐,而不是做题、做题、再做题,带给学生无助的痛苦。

启示二:在复习过程中要紧扣考纲要求,不失时机地回归教材,坚持“以本为纲、抓纲务本”,对考纲要求逐条落实,加强对典型例题、习题及变式问题的过手复习,尽可能地实现课本资源利用的最大化,深入研究每一道例(习)题,做到将例题、习题“变化”,巩固“双基”;将例题、习题“类化”,展现通性通法;将例题、习题“一

般化”,培养思维的概括能力;将例题、习题“深化”,培养思维的广阔性和深刻性等;注重学生思维的最近发展区,引领学生深刻理解课本知识,强化重点知识、弥补弱点知识和盲点知识,挖掘教材所蕴含的数学思想、数学方法和数学精髓,更有效地促进学生数学知识网络和方法体系的构建,使知识和能力产生良性迁移,达到举一反三,触类旁通之功效,进而摒弃题海战术,提高课堂教学效益,提高教学质量,更有效地提高学生的复习效率。

启示三:可以预测2013年陕西高考数学题,会借鉴今年的成功经验,继续出定理的证明或公式的推导。

参考文献:

1.普通高中课程标准实验教科书数学1—5(必修)、选修2-1,北京师范大学出版社,2008年4月第5版

2.陕西省招生委员会办公室编,《2012年普通高等学校招生考试 试题及参考答案》,西北工业大学出版社

3.西安市教育科学研究所编,《2010年新课程高考备考指导意见》,陕西人民出版社,2009年8月第一版

2.勾股定理解答证明题 篇二

http://,由图形特征可构造以BM、CN为边的两个三角形,并证明这两个三角形全等。考虑BAC的平分线与BC边的垂直平分线相交于点P,于是连接PB、PC,则利用垂直平分线和角平分线的知识即可解决。

证明:因AP是角平分线,PMAB,PNAC,故PM=PN 又因PD是BC的垂直平分线,故PB=PC 因PB=PC,PM=PN,故RtPBMRtPCN

BMCN

3.勾股定理 专题证明 篇三

1.我们给出如下定义:若一个四边形中存在一组相邻两边的平方和等于一条对角线的平方,则称这个四边形为勾股四边形,这两条相邻的边称为这个四边形的勾股边。

(1)写出你所学过的特殊四边形中是勾股四边形的两种图形的名称:----------,----------;

(2)如图1,已知格点(小正方形的顶点)O(0,0),A(3,0),B(0,4)请你画出以格点为顶

点,OA,OB为勾股边且对角线相等的两个勾股四边形OAMB ;

(3)如图2,将△ABC绕顶点B按顺时针方向旋转60°,得到 △DBE,连结AD,DC,∠DCB=

30°。写出线段DC,AC,BC的数量关系为----------------;

2.(1)如图1,已知∠AOB,OA=OB,点E在OB边上,四边形AEBF 是平行四边形,请你只用无刻度的直尺在图中画出∠AOB的平分线.(保留作图痕迹,不要求写作法)

(2)如图2,10×10的正方形网格中,点A(0,0)、B(5,0)、C(3,6)、D(-1,3),①依次连结A、B、C、D四点得到四边形ABCD,四边形ABCD的形状是------------;

②在x轴上找一点P,使得△PCD的周长最短(直接画出图形,不要求写作法);

此时,点P的坐标为------------,最短周长为------------------;

3.如图正方形ABCD ,E 为AD边上一点,F为CD边上一点,∠FEA=∠EBC,若AE= kED, 探究DF与CF的数量关系;

4.如图1 等腰直角 △ABC,将 等腰直角△DMN如图 放置,△DMN的斜边MN与△ABC的一直角边AC重合.⑴ 在图1中,绕点 D旋转△DMN,使两直角边DM、DN分别与 交于点E,F如图2,求证:AE2+BF2=EF2 ;

⑵ 在图1 中,绕点 C旋转△DMN,使它的斜边CM、直角边 CD的延长线分别与 AB交于点E,F,如图3,此时结论AE2+BF2=EF2是否仍然成立?若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由.⑶ 如图4,在正方形 ABCD中,E、F 分别是边BC、CD 上的点且满足△CEF 的周长等于正方形ABCD 的周长的一半,AE、AF 分别与对角线 BD交于点M、N.线段BM、MN、DN 恰能构成三角形.请指出线段BM、MN、DN 所构成的三角形的形状,并给出证明;

5.将一块直角三角板的直角顶点绕矩形ABCD(AB<BC)的对角线的交点O旋转(如图①②③),图中的M、N分别为直角三角形的直角边与矩形ABCD的边CD、BC的交点,⑴如图①三角板一直角边与OD重合,则线段BN、CD、CN间的数量关系为-----------------------;

⑵如图②三角板一直角边与OC重合,则线段BN、CD、CN间的数量关系为-----------------------;

⑶如图③,探究线段BN、CN、CM、DM间的数量关系,写出你的结论,加以说明;

④若将矩形ABCD改为边长为1的正方形ABCD,直角三角板的直角顶点绕O点旋转到图④,两直角边与AB、BC分别交于M、N,探究线段BN、CN、CM、DM间的数量关系,写出你的结论,加以说明;

4.勾股定理的证明方法 篇四

绪论

勾股定理是世界上应用最广泛,历史最悠久,研究最深入的定理之一,是数学、几何中的重要且基本的工具。而数千年来,许多民族、许多个人对于这个定理之证明数不胜数,达三百余种。可见,勾股定理是人类利用代数思想、数学思想解决几何问题、生活实际问题的共同智慧之结晶,也是公理化证明体系的开端。

第一节 勾股定理的基本内容

文字表述:在任何一个的直角三角形中,两条直角边的长度的平方和等于斜边长度的平方。数学表达:如果直角三角形的两直角边长分别为a,b,斜边长为c,那么a^2+b^2=c^2 事实上,它是余弦定理之一种特殊形式。

第二节勾股定理的证明

2.1欧洲

在欧洲,相传最早证明勾股定理的是毕达哥拉斯,故在欧洲该定理得名毕达哥拉斯定理;又因毕达哥拉斯在证毕此定理后宰杀一百头牛庆祝,故亦称百牛定理。

欧洲最早记载这一定理之书籍,属欧几里得《几何原本》。

毕达哥拉斯的证明方法(相传):

一说采用拼图法,一说采用定理法。

做8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,再做三个边长分别为a、b、c的正方形,把它们像左图那样拼成两个正方形。

从图上可以看到,这两个正方形的边长都是a + b,所以面积相等。

a2+b2+4×1/2ab = c2+4×1/2ab,整理即可得到。

定理法就是几何原本当中的证法:

设△ABC为一直角三角形,其中A为直角。从A点划一直线至对边,使其垂直于对边上的正方形。此线把对边上的正方形一分为二,其面积分别与其余两个正方形相等。

在正式的证明中,我们需要四个辅助定理如下:如果两个三角形有两组对应边和这两组边所夹的角相等,则两三角形全等。(SAS定理)三角形面积是任一同底同高之平行四边形面积的一半。任意一个正方形的面积等于其二边长的乘积。任意一个四方形的面积等于其二边长的乘积(据辅助定理3)。证明的概念为:把上方的两个正方形转换成两个同等面积的平行四边形,再旋转并转换成下方的两个同等面积的长方形。

2.2 中国

《周髀算经》、《九章算术》当中都有相关问题的记载。

周髀算经的证明方法:

“数之法出于圆方,圆出于方,方出于矩,矩出于九九八十一。故折矩,以为句广三,股修四,径隅五。既方之,外半其一矩,环而共盘,得成三四五,两矩共长二十有五,是谓积矩。”——以矩的两条边画正方形(勾方、股方),根据矩的弦外面再画一个矩(曲尺,实际上用作直角三角),将“外半其一矩”得到的三角形剪下环绕复制形成一个大正方形,可看到其中有 边长三勾方、边长四股方、边长五弦方 三个正方形。验算勾方、股方的面积之和,与弦方的面积二十五相等——从图形上来看,大正方形减去四个三角形面积后为弦方,再是大正方形 减去 右上、左下两个长方形面积后为 勾方股方之和。因三角形为长方形面积的一半,可推出 四个三角形面积 等于 右上、左下两个长方形面积,所以 勾方+股方=弦方。赵爽弦图或许是中国人最著名的一种证法。

赵爽创制了一幅“勾股圆方图”,用形数结合得到方法,给出了勾股定理的详细证明。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;中间的小正方形边长为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 = c2;

化简后便可得:

a2 + b2= c2

亦即:

c=√(a2 + b2)

可见,中国古人主要采取拼图法进行证明。后来美国总统加菲尔德也曾采用拼图法,利用面积巧妙的证明了勾股定理,他用了两个全等的直角三角形拼成一个梯形,利用面积法进行证明,非常巧妙。

2.3 其他方法

最快:射影定理法,利用相似形来证明。

面积思想:利用三角形五心的性质,利用面积来证明。

5.勾股定理的简易证明 篇五

大家都会使用勾股定理,但是勾股定理的证明,一时间让大家很是费解,不过下面这种做法能够给予很好地证明。首先,画出一个正方形ABCD;

以A引出一条射线AE;

以B引出射线BF且垂直于AE交于F点;以C引出射线CG且垂直于BF交于G点;以D引出射线DH且垂直于CG交于H点;

作图如图(a)所示,设正方形边长为X;把三角形DCH隔离出来,如图(b)所示,并设CH长为a,DH长为y。

(a)(b)

通过ASA,很容易证明四个三角形是全等的直角三角形;四边形EFGH为正方形(此略)。

用等面积法证明得:

122ay  4 (y-a) x2

将上式化简得:

6.勾股定理证明 中外方法鉴赏 篇六

勾股定理是几何中一个非常重要的定理,应用十分广泛.迄今为止,关于勾股定理的证明方法已有500余种.其中我国古代的平民数学家赵爽的证法与美国第二十任总统伽菲尔德的证法在数学史上被传为佳话。

一、“弦图”证法

赵爽又名婴,字君卿,三国时吴国人.由于史书上没有他的传记,所以他的生卒年代和生平事迹已不可详考了.他在读了《周髀算经》后,深为此书的数学内容所折服,又恐怕后人不能彻底理解其中的深奥道理,于是就动手对它作了全面的注释和阐述.其中给出的《勾股圆方图》和《勾股圆方图注》,便是对勾股定理的一个严格而又巧妙的证明.

《勾股圆方图注》一开首就说:“勾股各自乘,并之

为弦实.开方除之,即弦.”这实际上给出了如下的两个

公式:

(1)勾×勾+股×股=弦×弦(a2+b2=c2);

(2)弦=勾2股2(c=a2b2);

接着,赵爽用一个“弦图”(见右图)对以上公式进行了证明。

整体看:四边形ABDE是一个 以直角三角形的弦(c)为边长的正方形,其面积为c2;

局部看:四边形ABDE是由四个直角三角形和一个正方形构成,其面积可

1表示为4×ab+(b-a)2.21因此4× ab+(b-a)2=c2,化简便得:a2+b2=c2。

2二、总统证法

1876年一个周末的傍晚,在美国首都华盛顿的郊外,当时美国俄亥俄州共和党议员伽菲尔德.他走着走着,突然发现附近的一个小石凳上,有两个小孩正在聚精会神地谈论着什么,由于好奇,伽菲尔德循声向两个小孩走去,想搞清楚两个小孩到底在干什么.只见一个小男孩正俯着身子用树枝在地上画着一个直角三角形.于是伽菲尔德便问他们在干什么?只见那个小男孩头也不抬地说:“请问先生,如果直角三角形的两条直角边分别为3和4,那么斜边长为多少呢?”伽菲尔德答到:“是5呀.”小男孩又问道:“如果两条直角边分别为5和7,那么这个直角三角形的斜边长又是多少?”伽菲尔德不加思索地回答到:“那斜边的平方一定等于5的平方加上7的平方.”小男孩又说道:“先生,你能说出其中的道理吗?”伽菲尔德一时语塞,无法解释了.

于是伽菲尔德不再散步,立即回家,潜心探讨小男孩给他留下的难题.他经过反复的思考与演算,终于弄清楚了其中的道理,并给出了简洁的证明方法.

11他是这样分析的,整体看:梯形ABCD的面积=(a+b)(a+b)=(a+2

21212b)=a+ab+ b; 222

局部看:梯形ABCD的面积=△AED的面积+△BEC

1112的面积+△DEC的面积=ab+ ab+ c.222

比较上面两式便可得到 a+b=c.1876年4月1日,伽菲尔德在《新英格兰教育日志》

上发表了他对勾股定理的这一证法.

7.勾股定理数学多种证明方法论文 篇七

在同学们整个中学的学习生活和实际生活中,我们都会遇到有关直角三角形的计算和测量,那就是勾股定理的运用。我们老师不仅要教会同学们学会勾股定理数学文化知识,更重要的是要让我同学们在日常生活中去灵活运用以及有关它存在的各种数学模型中。还要能感受我们今天的学习都是古代数学家们经过大量的实践与证明的得到的东西,探索数学知识从无到有的文化。勾股定理的发现与证明都是十分精彩的,在历史长河中,勾股定理是全世界人的伟大发现。

今天我们教科书上的多种证明,在此一一列举出来,可能对同学们学习数学以及培养数学兴趣有所帮助。并在今后的学习中铺平道路,对勾股定理有趣的文化有一个更加深刻的认识。

一、勾股世界

我国是最早了解勾股定理的国家之一,在我国最古老的数学经典著作《周髀算经》上记载着这样一段历史:西周开国之初(约公元前一千多年)有一个叫商高的数学家对周公(周武王的弟弟,封在鲁国当诸候)说:把一根直尺折成直角,两端连结起来构成一个直角三角形.它的短直角边称为勾,长直角边称为股,斜边称为弦。发现如勾为3,股为4,那么弦必为5。这就是勾股定理,又称商高定理。

在西方公元前六世纪到公元前五世纪希腊数学家毕达哥拉斯也发现这一定理,并给出了证明,但他的证明也已失传。后来欧几里得写《几何原本》时,给出一个证明留传至今(后文我们再补充,丰富同学们的视野)。因而西方称这一定理为毕达哥拉斯定理。这一定理在数学上有广泛的应用,而且工程技术,测量中也有许多应用。它在人类文明史上有重要的地位。

而在中国的有一位古代数学家赵爽在继商高之后证明了勾股定理。他这个证明可谓别具匠心,极富创新意识。他用几何图形的截、割、拼、补来证明代数式之间的恒等关系(与我们今天教科书上一些证明方法的大致类似)。既具严密性,又具直观性,为中国古代以形证数、形数统一、代数和几何紧密结合、互不可分的独特风格树立了一个典范。以后的数学家大多继承了这一风格并且有所发展。稍后一点的刘徽在证明勾股定理时也是用的以形证数的方法,只是具体图形的分合移补略有不同而已。

二、勾股定理的多种证明方法(以教科书编排为序):

第一种证明:教科书P3,通过直接数出正方形A、B、C的小方格数,将不足一格的方格算半个。结果来看它们之间的关系。小方格数即为面积。由此方法可以得出正方形A、B的面积与正方形C的面积相等。

第二种证明:教科书P8,如图所示:

分析:正方形EFGH的面积=正方形ABCD-周围四个小三角形的面积。

计算:正方形ABCD边长为a+b,则面积为(a+b)2,小三角形的面积为,代入分析里面的公式得:(a+b)2-4?a2+b2而正方形EFGH的面积也可表示为:c2,所以:a2+b2=c2

第三种证明:教科书P8,如图所示:

分析:正方形ABCD=正方形EFGH+小正方形EFGH周围的四个小三角形的面积。

计算:正方形EFGH的边长为b-a,则面积为(b-a)2,小三角形的面积为,代入分析里面的公式得:(b-a)2+4祝ǎ?a2+b2,而正方形ABCD的面积也可表示为:c2,所以:a2+b2=c2

这里验证勾股定理的方法,据载最早是由三国时期数学家赵爽在为《周髀算经》作注时给出的。我国历史上将图中弦上的正方形称为弦图。这也是世界数学家大会(ICM-)在北京召开的会标。如右图所示中央图案正是经过艺术处理的“弦图”,它既标志着中国古代的数学成就,又像一只转动的风车,欢迎来自世界各地的数学家们!

第四种证明:教科书P11,是美国总统Garfield(伽菲尔德总统)于1876年给出的一种验证勾股定理的办法。整个事情经过是这样的:在1876年一个周末的傍晚,在美国首都华盛顿的郊外,有一位中年人正在散步,欣赏黄昏的美景,他就是当时美国俄亥俄州共和党议员伽菲尔德。他走着走着,突然发现附近的一个小石凳上,有两个小孩正在聚精会神地谈论着什么,时而大声争论,时而小声探讨。由于好奇心驱使伽菲尔德循声向两个小孩走去,想搞清楚两个小孩到底在干什么。只见一个小男孩正俯着身子用树枝在地上画着一个直角三角形。于是,伽菲尔德便问他们在干什么?只见那个小男孩头也不抬地说:“请问先生,如果直角三角形的两条直角边分别为3和4,那么斜边长为多少呢?”伽菲尔德答道:“是5呀。小男孩又问道:“如果两条直角边分别为5和7,那么这个直角三角形的斜边长又是多少?”伽菲尔德不加思索地回答到:“那斜边的平方一定等于5的平方加上7的平方。”小男孩又说道:“先生,你能说出其中的道理吗?”伽菲尔德一时语塞,无法解释了,心理很不是滋味。

于是伽菲尔德不再散步,立即回家,潜心探讨小男孩给他留下的难题。他经过反复的思考与演算,终于弄清楚了其中的道理,并给出了简洁的证明方法。

如图所示:

分析:四边形ABED是直角梯形,可通过求梯形的面积减掉两个小三角形的面积而得出△ACB的面积。

计算:由梯形面积公式得梯形面积为[(a+b)祝╝+b)]?,△ADC与△BEC的面积和为:ab,所以△ACB的面积=梯形的面积-△ADC与△BEC的面积和,代入以上数据进行化简得:,由图中可知△ACB的面积也可以表示为。因此=,最后得出:a2+b2=c2

第五种证明:教科书P13,是历史上有名的“青朱出入图”如图所示。刘徽在他的《九章算术注》中给出了注解,大意是:△ABC直角三角形,以勾为边的正方形为朱方,以股为边的正方形为青方,以盈补虚,将朱、青二方并成弦方。依其面积关系有2+b2=c2。“青朱出入图不用运算,单靠移动几块图形就直观地证出了勾股定理,真是“无字证明”!

第六种证明:教科书P15-16,

意大利文艺复兴时代的著名画家达·芬奇对勾股定理也曾进行了研究。他的验证勾股定理的方法可以从下面的实验中得到体现。

(1)在一张长方形的纸板上画两个边长分别为a、b正方形,并连接BC、FE(如图①示)。

(2)沿ABCDEFA剪下,得到两个大小相同的`纸板Ⅰ,Ⅱ,如图②所示。

(3)将纸板Ⅱ翻转后与Ⅰ拼成如图③所示的图形。

(4)比较图①,图③中两个多边形ABCEEF和A’B’C’D’E’F’的面积,发现两个的面积是一样的。就能得出勾股定理的存在。

本种证明补充说明一下:同样两个纸板翻了下,就能证明,很明显,原图中剪掉的两个小三角形面积都在,翻一下只不过将剪掉的两个小正方形合并为一个正方形了,从而得出勾股定理的存在。

第七种证明:教科书P16,也是“无字证明”如图所示,过较大正方形的中心,作两条互垂直的线,将其分成4份,然后,将这四个部分围在四周,小正方形填在中间,恰好得到大正方形。

第八种证明(书本上没有列出):

欧几里德对直角三角形三边关系上有着独特的方法进行了论证,证明过程如图所示:

证明:在Rt△ABC中,∠BAC=90埃訟B、AC、BC为边向外有三个正方形:正方形ABDE,正方形ACGF,正方形BCHJ。连接DC、AJ。过A点作AN⊥JH,垂足为N,交BC于M。先通过SAS,可得△ABJ≌△DBC,因此它们的面积相等。而正方形ABDE的面积=2△DBC的面积,长方形BMNJ的面积=2△ABJ的面积。因此,正方形ABDE的面积=长方形BMNJ的面积。同理可得正方形ACGF的面积=长方形CMNH的面积。从而:BC2=AB2+AC2,即:a2+b2=c2。

三、结束语

8.勾股定理解答证明题 篇八

大家都知道,勾股定理不过是余弦定理的一种特例,所以用余弦定理证明勾股定理就很容易;但是长期以来,有一种观点认为,余弦定理不能用来证明勾股定理,原因是余弦定理是用勾股定理证明出来的,然后用余弦定理又来证明勾股定理就是循环论证,说到这里,我就纳闷了,难道证明余弦定理非要直接或者间接的用到勾股定理?NO!简直是谬论,出于兴趣,偶在网上找到了一种证明余弦定理的方法,证明的过程和勾股定理扯不上一点关系。据说是伟大的科学家爱因斯坦在12岁时, 在未学过平面几何的情况下, 基于三角形的相似性, 找到的这一巧妙和简单的证明余弦定理的方法。天才就是天才,汗……

让我们看看天才是怎样一步一步证明余弦定理的:

如图, 在△ABC 中, 过C 点作线段CD, CE 交AB 于D, E, 使∠ACD = ∠B, ∠BCE = ∠A。显然有:

因为 △ACD ∼ △ABC ∼ △CBE, 所以:

AC*AC = AD * AB, ①

BC*BC = BE * AB,②

∠ADC = ∠CEB,△CDE是等腰三角形

AC / AB = CE / BC = CD / BC,即: CD = AC * BC / AB③

而∠CDE = ∠CED = ∠A + ∠B, 由余弦定义知,cos(A + B)= cos ∠CDE =(1/2 * DE)/CD.于是 DE = 2 *(CD * cos∠CDE)= 2 * CD * cos(A + B)。

将③代入得 :

DE = 2AC*BC/AB* cos(A + B)④

根据①②④,便可以推导出:

AC*AC + BC*BC

=(AD + BE)* AB将①②代入

=(AB − DE)* AB

= AB*AB − DE * AB

= AB*AB − 2AC*BC/AB*cos(A+B)* AB将④代入

= AB*AB −2AC·BC cos(A+B)

= AB*AB + 2AC·BC cos∠ACB。

即:AC*AC + BC*BC = AB*AB + 2AC·BC cos∠ACB。⑤

⑤便是众所周知的余弦定理啦

如此便证明了余弦定理。在图中, 若D,E重合到虚线的位置, 则∠ACB 为直角, 余弦定理变为勾股定理,因此,用类似的方法也可以证明勾股定理。由以上看到,证明余弦定理并非一定要涉及到勾股定理。

所以用余弦定理证明勾股定理不存在所谓的循环论证。所以说,请不要认为用余弦定理证明勾股定理的方法是错误的,除非事先说明不允许用余弦定理,否则偶认为用余弦定理证明勾股定理是最简单的一种证明方法,大家都知道 a = 90°时 cos(a)= 0,代入余弦定理便得到勾股定理。

9.正弦定理与余弦定理的证明 篇九

a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R(R为三角形外接圆的半径)

正弦定理(Sine theorem)

(1)已知三角形的两角与一边,解三角形

(2)已知三角形的两边和其中一边所对的角,解三角形

(3)运用a:b:c=sinA:sinB:sinC解决角之间的转换关系直角三角形的一个锐角的对边与斜边的比叫做这个角的正弦。

证明

步骤1

在锐角△ABC中,设BC=a,AC=b,AB=c。作CH⊥AB垂足为点HCH=a·sinB

CH=b·sinA

∴a·sinB=b·sinA

得到a/sinA=b/sinB

同理,在△ABC中,b/sinB=c/sinC

步骤2.证明a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R:

如图,任意三角形ABC,作ABC的外接圆O.作直径BD交⊙O于D.连接DA.因为在同圆或等圆中直径所对的圆周角是直角,所以∠DAB=90度因为在同圆或等圆中同弧所对的圆周角相等,所以∠D等于∠ACB.所以c/sinC=c/sinD=BD=2R

类似可证其余两个等式。

余弦定理的证明:

在任意△ABC中

做AD⊥BC.∠C所对的边为c,∠B所对的边为b,∠A所对的边为a则有BD=cosB*c,AD=sinB*c,DC=BC-BD=a-cosB*c根据勾股定理可得:

AC^2=AD^2+DC^2

b^2=(sinB*c)^2+(a-cosB*c)^2

b^2=(sinB*c)^2+a^2-2ac*cosB+(cosB)^2*c^2b^2=(sinB^2+cosB^2)*c^2-2ac*cosB+a^2

b^2=c^2+a^2-2ac*cosB

10.勾股定理的证明方法 篇十

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

上一篇:家乡美景800字作文下一篇:水产养殖技术合作协议