勾股定理16种证明方法

2024-10-13 12:21:24

1、【证法1】(课本的证明)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,把它们像上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. 即a²+b²+4x1/2ab=c²+4x1/2ab, 整理得a²+b²=c²。

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3、【证法3】(赵爽证明)以a、b 为直角边(b>a), 以c为斜 边作四个全等的直角三角形,则每个直角 1ab2三角形的面积等于. 把这四个直角三角形拼成如图所示形状. ∵ RtΔDAH ≌ RtΔABE,∴ ∠HDA = ∠EAB.∵ ∠HAD + ∠HAD = 90o,∴ ∠EAB + ∠HAD = 90o, 2∴ ABCD是一个边长为c的正方形,它的面积等于c.∵ EF = FG =GH =HE = b―a ,∠HEF = 90o.∴ EFGH是一个边长为b―a的正方形,它的面积等于(b-a)².∴(b-a)²=4x1/2ab+c²∴ a²+b²=c²。

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5、【证法5】(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. 把它们拼芤晟踔肿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.∵ D、E、F在一条直线上, 且RtΔGEF ≌ RtΔEBD,∴ ∠EGF = ∠BED,∵ ∠EGF + ∠GEF = 90°, ∴ ∠BED + ∠GEF = 90°,∴ ∠BEG =180o―90o= 90o. 又∵ AB = BE = EG = GA = c,∴ ABEG是一个边长为c的正方形. ∴ ∠ABC + ∠CBE = 90o.∵ RtΔABC ≌ RtΔEBD,∴ ∠ABC = ∠EBD. ∴ ∠EBD + ∠CBE = 90o. 即 ∠CBD= 90o. 又∵ ∠BDE = 90o,∠BCP = 90o, 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a²+b²=S+2x1/2ab,c²=S+2x1/2ab∴a²+b²=c².

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7、【证法7】(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H、C、B三点在一条直线上,连结 BF、CD. 过C作CL⊥DE,交AB于点M,交DE于点L. K∵ AF = AC,AB = AD, ∠FAB = ∠GAD, ∴ ΔFAB ≌ ΔGAD, 12a∵ ΔFAB的面积等于2,ΔGAD的面积等于矩形ADLM的面积的一半,∴ 矩形ADLM的面积 =a²同理可证,矩形MLEB的面积 =b².∵ 正方形ADEB的面积 = 矩形ADLM的面积 + 矩形MLEB的面积∴ c²=a²+b² 。

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9、【证法9】(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a、b(b>a),斜边长为艘早祓胂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. 过A作AF⊥AC,AF交GT于F,AF交DT于R. 过B作BP⊥AF,垂足为P. 过D作DE与CB的延长线垂直,垂足为E,DE交AF于H. ∵ ∠BAD = 90o,∠PAC = 90o,∴ ∠DAH = ∠BAC. 又∵ ∠DHA = 90o,∠BCA = 90o, AD = AB = c, ∴ RtΔDHA ≌ RtΔBCA.∴ DH = BC = a,AH = AC = b由作法可知, PBCA 是一个矩形,所以 RtΔAPB ≌ RtΔBCA. 即PB =CA = b,AP= a,从而PH = b―a.∵ RtΔDGT ≌ RtΔBCA ,RtΔDHA ≌ RtΔBCA.∴ RtΔDGT ≌ RtΔDHA .∴ 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 = FH = a . TF⊥AF,TF = GT―GF = b―a .∴ TFPB是一个直角梯形,上底TF=b―a,下底BP= b,高FP=a +(b―a). 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c²=S₁+S₂+S₃+S₄+S₅ ①∵ S₈+S₃+S₄=1/2[b+(b-a)]x[a+(b-a)]=b²-1/2abS₅=S₉+S₈∴S₃+S₄=b²-1/2ab-S=b²-S₁-S₃ ②把②代入①,得C²=S₁+S₂+b²-S₁-S₈+S₈+S₉=b²+S₂+S₉=b²+a²∴ a²+b²=c².

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11、【证法11】(利用切割线定理证明)在 RtΔABC中,设直角边BC = a,AC = b,斜边AB = c. 如图,以B为圆心a为半径作圆,交AB及AB的延长线分别于D、E,则BD = BE = BC = a. 因为∠BCA = 90o,点C在⊙B上,所以AC是⊙B 的切线. 由切割线定理,得AC²=AExAD=(AB+BE)(AB-BD)=(c+a)(c-a)= c²-a²,即b²=c²-a²,∴ a²+b²=c².

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13、【证法13】(作直角三角形的内切圆证明) 在RtΔABC中,设直角边BC = a,AC = b,斜边AB = c. 作RtΔABC的内切圆⊙O,切点分别为D、E、F(如图),设⊙O的半径为r.∵ AE = AF,BF = BD,CD = CE,∴ AC+BC-AB=(AE+CE)+(BD+CD)-(AF+BF)= CE+CD= r + r = 2r,即 a+b-c=2r,∴ a+b=2r+c.∴(a+b)²=(2r+c)²即a²+b²+2ab=4(r²+rc)+c²∵ S△ABE=1/2ab,∴ 2ab=4S△ABE,又∵ S△ABE=S△AOB+S△BOC+S△AOC =1/2cr+1/2ar+1/2br=1/2(a+b+c)r=1/2(2r+c+c)r=r²+rc,∴4(r²+rc)=4S△ABC,∴4(r²+rc= 2ab∴a²+b²+2ab=2ab+c²,∴ a²+b²=c².

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15、【证法15】(辛卜松证明)设直角三角形两直角边的长分别为a、b,斜边的长为c. 作边长是a+b的正方形ABCD.把正方形ABCD划分成上方左图所示的几个部分,则正方形ABCD(a+b)=a²+b²+2ab;把正方形ABCD划分成上方右图所示的几个的面积为C部分,则正方形ABCD的面积为∴ (a+b)²=4x1/2ab+c²=2ab+c²,∴ a²+b²+2ab=2ab+c².∴a²+b²=c².

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