勾股定理的幽默故事
//wenwen . sogou/z/q 657954815勾股定理也叫勾股定理。毕达哥拉斯是古希腊著名的哲学家、数学家和天文学家。约公元前580年生于萨摩斯,约公元前500年卒于塔灵顿。早年,他游历了埃及和巴比伦。为了摆脱暴政,他搬到了意大利半岛南部的克罗托内,组织了一个集政治、宗教、数学于一体的秘密团体。后来在政治斗争中失败,被杀。毕达哥拉斯学派非常重视数学,试图用数字来解释一切。他们学习数学的目的不是为了实用,而是为了探索自然的奥秘。毕达哥拉斯本人因发现毕达哥拉斯定理而闻名。其实这个定理巴比伦人和中国人早就知道了,但最早的证明应该归功于毕达哥拉斯。毕达哥拉斯也是音乐理论的创始人。他阐述了丹仙的乐音与弦长的关系。在天文学方面,他开创了地球圈理论。毕达哥拉斯的思想和理论对希腊文化影响很大。在中国最早的数学著作《周并行算经》的开头,有一段周公向商高请教数学知识的对话。周公问:“听说你很精通数学。请问:天上没有梯子可以上去,地上也不能用尺子一段一段的量。那么如何才能得到关于天地的数据呢?”商高答:“数来自于对方和圈子的了解。”有一个原理:当一个直角三角形的矩得到的一个直角边‘钩’等于3,另一个直角边‘弦’等于4时,那么它的斜边‘弦’一定是5。这个道理是大禹治水的时候总结出来的。“从上述对话中,我们可以清楚地看到,中国古代的人们在几千年前就已经发现并应用了数学的重要原理——勾股定理。对平面几何略知一二饥渴读者都知道,所谓的勾股定理是指在直角三角形中,两条直角边的平方之和等于斜边的平方。如图,我们图中的1的直角三角形用勾(a)和弦(b)表示得到两条直角边,斜边用弦(c)表示,这样我们就可以得到:勾2+弦2=弦2的勾股定理,即a2+b2=c2,在西方被称为毕达哥拉斯定理,据说古希腊数学家、哲学家毕达哥拉斯在公元前550年首创。实际上,这一数学定理在中国古代的发现和应用要比毕达哥拉斯早得多。如果说大禹治水年代久远无法考证,那么周公和商的对话则可以确定在公元前1100年左右的西周,比毕达哥拉斯早500多年。勾3股、4弦、5弦是勾股定理(32+42=52)的特殊应用。所以现在数学领域称之为勾股定理应该是非常合适的。在后来的《九章算术》一书中,勾股定理得到了更规范的一般表述。《勾股张》一书说把钩子和股票分别相乘,然后把它们的乘积加起来,再做平方根,就可以得到弦了。“把这段话写成一个方程,即chord = (Gou 2+ Gu 2)(1/2),即c=(a2+b2)(1/2)。中国古代的数学家不仅很早就发现并应用了勾股定理,而且还试图从理论上加以证明。三国时期吴国的数学家赵爽最先证明了勾股定理。赵爽创造了“勾股方图”,用形数结合的方法给出了勾股定理的详细证明。在这幅“毕达哥拉斯正方形图”中,以弦为边长的正方形abde是由四个相等的直角三角形加上中间的小正方形组成的。每个直角三角形的面积是AB/2;如果一个小正方形的边长是b-a,面积就是(b-a)2。那么我们可以得到如下公式:4×(ab/2)+(b-a)2=c2。简化后我们可以得到:a2+b2=c2,即c=(a2+b2)(1/2)。图2勾股方图和加菲尔德证明勾股定理1876的故事。走着走着,他突然发现附近的一个小石凳上,两个孩子正全神贯注地谈论着什么,大声争吵着,小声讨论着。在好奇心的驱使下,加菲猫循着声音来到两个孩子身边,想弄清楚两个孩子在干什么。只见一个小男孩俯下身,用树枝在地上画了一个直角三角形。所以加菲尔德问他们在做什么。小男孩头也不抬地说:“请问先生,如果一个直角三角形的两个直角分别是3和4,那么斜边的长度是多少?”加菲尔德回答,“是五个。”小男孩又问,“如果两个直角边分别是5和7,那么这个直角三角形的斜边的长度是多少?”加菲尔德不假思索地回答道,“斜边的平方一定等于5的平方加上7的平方。”小男孩补充道,“先生,你能说实话吗?”加菲尔德一时语塞,无法解释,心里很不高兴。于是加菲猫停止行走,立即回家讨论小男孩给他的问题。经过反复思考和计算,他终于想通了道理,并给出了简明的证明方法。4月1876日,加菲尔德在《新英格兰教育杂志》上发表了他对勾股定理的证明。五年后,加菲尔德成为美国第二十任总统。后来,为了纪念他对勾股定理直观、简单、易懂、清晰的证明,人们把这个证明称为勾股定理的“总统式”证明,被传为数学史上的佳话。研究相似三角形后我们知道,在一个直角三角形中,斜边上的高度把直角三角形分成两个与原三角形相似的直角三角形。如图所示,在Rt△ABC中,∠ ACB = 90。使CD⊥BC,竖足为d .则△BCD∽△BAC,△CAD∽△BAC。从△BCD∽△BAC可以得到BC2=BD?BA,① AC2=AD可由△CAD∽△BAC得到?AB .②我们发现,把①和②相加,可以得到BC2+AC2=AB(AD+BD)和AD+BD=AB,于是就有了BC2+AC2=AB2,也就是a2+b2=c2。这也是证明勾股定理的一种方法,也很简洁。它利用了相似三角形的知识。在勾股定理的众多证明中,人们也会犯一些错误。比如有人给出了以下证明勾股定理的方法:设△ABC,∠c = 90°,cosC=0从余弦定理c2=a2+b2-2abcosC,因为∠c = 90°。所以a2+b2=c2。这种看似正确简单的证明方法,实际上犯了循环证明理论的错误。原因是余弦定理的证明来自勾股定理。中国古代有3股4弦5钩。