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        數(shù)形交融:勾股定理的美學(xué)證明

        2025-07-12 00:00:00鄭芯瑩
        初中生世界·七年級 2025年8期
        關(guān)鍵詞:直角勾股定理邊長

        數(shù)學(xué)就像一片浩瀚的星空,無數(shù)定理像星星一樣閃耀其中。而勾股定理,就是那顆最亮最特別的星!它就像一座神奇的橋梁,連接著代數(shù)和幾何兩個世界,讓我們用數(shù)字的眼睛發(fā)現(xiàn)圖形中的秘密。

        在中國古代,人們稱直角三角形為勾股形。短的那條直角邊叫勾,長的叫股,斜邊則是弦。勾股定理說的是:“在直角三角形中,兩條直角邊的平方和等于斜邊的平方。\"這個定理已經(jīng)存在兩千多年啦!有的同學(xué)可能會問:“為什么直角三角形的三邊會有這樣的關(guān)系呢?”古代數(shù)學(xué)家們可沒有我們現(xiàn)在的教材,但他們卻用各種巧妙的方法證明了這一定理。

        我國偉大數(shù)學(xué)家趙爽將4個全等的直角三角形按圖1的方式拼成邊長是c的正方形ABCD,在圖中間是一個邊長為 b-a 的正方形EFGH。我們利用等積法可以知道,4個三角形的面積 + 中間小正方形的面積 大正方形面積,所以 4× ,簡化后就是 a2+b2=c2 。這就是著名的趙爽弦圖。

        圖1

        傳說畢達哥拉斯也提出過一種簡單、直觀、易懂的證明:做8個全等的直角三角形,它們的兩條直角邊長分別為 a,b ,斜邊長為 c ,再做3個邊長分別為 a )b?c 的正方形,把它們像圖2那樣拼成兩個正方形。從圖中可以看出,這兩個正方形的邊長都是 a+b ,所以面積相等。同時,這兩個正方形中都有4個全等的直角三角形,所以剩余部分的面積也相等(左圖剩余兩個正方形,右圖剩余中間一個正方形),滿足 a2+b2=c2 O

        圖2

        從埃及法老建金字塔,到中國工匠修房屋,勾股定理一直在默默幫忙。因此,下次我們再看到直角三角形,別忘了它和勾股定理的“神秘約定”哦!

        教師點評

        定理的證明是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中非常重要的環(huán)節(jié),很多同學(xué)往往只關(guān)注定理的應(yīng)用,而忽略了定理是如何證明得到的。小作者引用趙爽弦圖和畢達哥拉斯拼圖法對勾股定理進行證明,巧妙地展示了古代數(shù)學(xué)家的智慧,同時也體現(xiàn)了自已對數(shù)學(xué)問題的洞察力。

        (指導(dǎo)教師:浦夢婷)

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