多种方法证明勾股定理
【证法1】(课本上的证明方法)
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
,整理得 。
【证法2】(中国古代数学家邹元治的证明)
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等于 。把这四个直角三角形拼成如图所示形状,使A、E、B三点在一条直线上,B、F、C三点在一条直线上,C、G、D三点在一条直线上。
∵ RtΔHAE ≌ RtΔEBF,
∴ ∠AHE = ∠BEF。
∵ ∠AEH + ∠AHE = 90º,
∴ ∠AEH + ∠BEF = 90º。
∴ ∠HEF = 180º―90º= 90º。
∴ 四边形EFGH是一个边长为c的正方形. 它的面积等于c2。
∵ RtΔGDH ≌ RtΔHAE,
∴ ∠HGD = ∠EHA。
∵ ∠HGD + ∠GHD = 90º,
∴ ∠EHA + ∠GHD = 90º。
又∵ ∠GHE = 90º,
∴ ∠DHA = 90º+ 90º= 180º。
∴ ABCD是一个边长为a + b的正方形,它的面积等于.
∴ 。 ∴ 。
【证法3】(三国时期赵爽的证明)
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,
∴ ABCD是一个边长为c的正方形,它的面积等于c2。
∵ 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。
∴ 。
∴ .
【证法4】(1876年美国总统Garfield证明)
以a、b 为直角边,以c为斜边作两个全等的直角三角形,则每个直角三角形的面积等于 。把这两个直角三角形拼成如图所示形状,使A、E、B三点在一条直线上。
∵ RtΔEAD ≌ RtΔCBE,
∴ ∠ADE = ∠BEC。
∵ ∠AED + ∠ADE = 90º,
∴ ∠AED + ∠BEC = 90º。
∴ ∠DEC = 180º―90º= 90º。
∴ ΔDEC是一个等腰直角三角形,
它的面积等于 。
又∵ ∠DAE = 90º, ∠EBC = 90º,
∴ AD∥BC。
∴ ABCD是一个直角梯形,它的面积等于 。
∴ 。
∴ 。
【证法5】(今安徽省宣城市宣州区清代数学家梅文鼎的证明)
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。
∵ 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
,
∴ 。
【证法6】(今杭州清代数学家项明达的证明)
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QP∥BC,交AC于点P。
过点B作BM⊥PQ,垂足为M;再过点
F作FN⊥PQ,垂足为N。
∵ ∠BCA = 90º,QP∥BC,
∴ ∠MPC = 90º,
∵ BM⊥PQ,
∴ ∠BMP = 90º,
∴ BCPM是一个矩形,即∠MBC = 90º.
∵ ∠QBM + ∠MBA = ∠QBA = 90º,
∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90º,
∴ ∠QBM = ∠ABC,