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勾股定理的證明方法篇一
【證法1】(梅文鼎證明)
做四個全等的直角三角形,設它們的兩條直角邊長分別為a、b,斜邊長為c.把它們拼成如圖那樣的一個多邊形,使d、e、f在一條直線上.過c作ac的延長線交df于點p.∵d、e、f在一條直線上,且rtδgef≌rtδebd,∴∠egf=∠bed,∵∠egf+∠gef=90°,∴∠bed+∠gef=90°,∴∠beg=180o―90o=90o.又∵ab=be=eg=ga=c,∴abeg是一個邊長為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是一個邊長為a的正方形.同理,hpfg是一個邊長為b的正方形.設多邊形ghcbe的面積為s,則,∴.【證法2】(項明達證明)
做兩個全等的直角三角形,設它們的兩條直角邊長分別為a、b(b>a),斜邊長為c.再做一個邊長為c的正方形.把它們拼成如圖所示的多邊形,使e、a、c三點在一條直線上.過點q作qp‖bc,交ac于點p.過點b作bm⊥pq,垂足為m;再過點
f作fn⊥pq,垂足為n.∵∠bca=90o,qp‖bc,∴∠mpc=90o,∵bm⊥pq,∴∠bmp=90o,∴bcpm是一個矩形,即∠mbc=90o.∵∠qbm+∠mba=∠qba=90o,∠abc+∠mba=∠mbc=90o,∴∠qbm=∠abc,又∵∠bmp=90o,∠bca=90o,bq=ba=c,∴rtδbmq≌rtδbca.同理可證rtδqnf≌rtδaef.【證法3】(趙浩杰證明)
做兩個全等的直角三角形,設它們的兩條直角邊長分別為a、b(b>a),斜邊長為c.再做一個邊長為c的正方形.把它們拼成如圖所示的多邊形.分別以cf,ae為邊長做正方形fcji和aeig,∵ef=df-de=b-a,ei=b,∴fi=a,∴g,i,j在同一直線上,∵cj=cf=a,cb=cd=c,∠cjb=∠cfd=90o,∴rtδcjb≌rtδcfd,同理,rtδabg≌rtδade,∴rtδcjb≌rtδcfd≌rtδabg≌rtδade
∴∠abg=∠bcj,∵∠bcj+∠cbj=90o,∴∠abg+∠cbj=90o,∵∠abc=90o,∴g,b,i,j在同一直線上,【證法4】(歐幾里得證明)
做三個邊長分別為a、b、c的正方形,把它們拼成如圖所示形狀,使h、c、b三點在一條直線上,連結
bf、cd.過c作cl⊥de,交ab于點m,交de于點
l.∵af=ac,ab=ad,∠fab=∠gad,∴δfab≌δgad,∵δfab的面積等于,δgad的面積等于矩形adlm的面積的一半,∴矩形adlm的面積=.同理可證,矩形mleb的面積=.∵正方形adeb的面積
=矩形adlm的面積+矩形mleb的面積
∴,即.勾股定理的別名
勾股定理,是幾何學中一顆光彩奪目的明珠,被稱為“幾何學的基石”,而且在高等數學和其他學科中也有著極為廣泛的應用。正因為這樣,世界上幾個文明古國都已發現并且進行了廣泛深入的研究,因此有許多名稱。
我國是發現和研究勾股定理最古老的國家。我國古代數學家稱直角三角形為勾股形,較短的直角邊稱為勾,另一直角邊稱為股,斜邊稱為弦,所以勾股定理也稱為勾股弦定理。在公元前1000多年,據記載,商高(約公元前1120年)答周公曰“勾廣三,股修四,經隅五”,其意為,在直角三角形中“勾三,股四,弦五”.因此,勾股定理在我國又稱“商高定理”.在公元前7至6世紀一中國學者陳子,曾經給出過任意直角三角形的三邊關系即“以日下為勾,日高為股,勾、股各乘并開方除之得邪至日。
在法國和比利時,勾股定理又叫“驢橋定理”。還有的國家稱勾股定理為“平方定理”。
在陳子后一二百年,希臘的著名數學家畢達哥拉斯發現了這個定理,因此世界上許多國家都稱勾股定理為“畢達哥拉斯”定理.為了慶祝這一定理的發現,畢達哥拉斯學派殺了一百頭牛酬謝供奉神靈,因此這個定理又有人叫做“百牛定理”.前任美國第二十屆總統加菲爾德證明了勾股定理(1876年4月1日)。
證明
這個定理有許多證明的方法,其證明的方法可能是數學眾多定理中最多的。路明思(elishascottloomis)的pythagoreanproposition一書中總共提到367種證明方式。
有人會嘗試以三角恒等式(例如:正弦和余弦函數的泰勒級數)來證明勾股定理,但是,因為所有的基本三角恒等式都是建基于勾股定理,所以不能作為勾股定理的證明(參見循環論證)。
勾股定理的證明方法篇二
勾股定理證明方法
勾股定理是初等幾何中的一個基本定理。所謂勾股定理,就是指在直角三角形中,兩條直角邊的平方和等于斜邊的平方。這個定理有十分悠久的歷史,幾乎所有文明古國(希臘、中國、埃及、巴比倫、印度等)對此定理都有所研究。勾股定理在西方被稱為畢達哥拉斯定理,相傳是古希臘數學家兼哲學家畢達哥拉斯于公元前550年首先發現的。
中國古代對這一數學定理的發現和應用,遠比畢達哥拉斯早得多。中國最早的一部數學著作——《周髀算經》的開頭,記載著一段周公向商高請教數學知識的對話:周公問:"我聽說您對數學非常精通,我想請教一下:天沒有梯子可以上去,地也沒法用尺子去一段一段丈量,那么怎樣才能得到關于天地得到數據呢?" 商高回答說:"數的產生來源于對方和圓這些形體的認識。其中有一條原理:當直角三角形‘矩得到的一條直角邊‘勾等于3,另一條直角邊’股等于4的時候,那么它的斜邊弦就必定是5。這個原理是大禹在治水的時候就
總結
出來的呵。" 如果說大禹治水因年代久遠而無法確切考證的話,那么周公與商高的對話則可以確定在公元前1100年左右的西周時期,比畢達哥拉斯要早了五百多年。其中所說的勾3股4弦5,正是勾股定理的一個應用特例。所以現在數學界把它稱為勾股定理是非常恰當的。在《九章算術》一書中,勾股定理得到了更加規范的一般性表達。書中的《勾股章》說;“把勾和股分別自乘,然后把它們的積加起來,再進行開方,便可以得到弦?!薄毒耪滤阈g》系統地總結了戰國、秦、漢以來的數學成就,共收集了246個數學的應用問題和各個問題的解法,列為九章,可能是所有中國數學著作中影響最大的一部。
中國古代的數學家們最早對勾股定理進行證明的,是三國時期吳國的數學家趙爽。趙爽創制了一幅“勾股圓方圖”,用形數結合得到方法,給出了勾股定理的詳細證明。
上中間的那個小正方形組成的。
每個直角三角形的面積為ab/2;
中間的小正方形邊長為b-a,則面積為(b-a)2。
于是便可得如下的式子:
4×(ab/2)+(b-a)2=c
2化簡后便可得: a2+b2=c2
在這幅“勾股圓方圖”中,以弦為邊長得到正方形abde是由4個相等的直角三角形再加
劉徽在證明勾股定理時也是用以形證數的方法,劉徽用了“出入相補法”即剪貼證明法,他把勾股為邊的正方形上的某些區域剪下來(出),移到以弦為邊的正方形的空白區域內(入),結果剛好填滿,完全用圖解法就解決了問題。
1876年4月1日,伽菲爾德在《新英格蘭教育日志》上發表了他對勾股定理的證法。1881年,伽菲爾德就任美國第二十任總統后來,人們為了紀念他對勾股定理直觀、簡捷、易懂、明了的證明,就把這一證法稱為“總統”證法
古代數學家們對于勾股定理的發現和證明,在世界數學史上具有獨特的貢獻和地位。尤其是其中體現出來的“形數統一”的思想方法,更具有科學創新的重大意義。
勾股定理的證明方法篇三
數學證明題證明方法(轉)
2011-04-22 21:36:39|分類:|標簽: |字號大中小 訂閱
2011/04/2
2從命題的題設出發,經過逐步推理,來判斷命題的結論是否正確的過程,叫做證明。
要證明一個命題是真命題,就是證明凡符合題設的所有情況,都能得出結論。要證明一個命題是假命題,只需舉出一個反例說明命題不能成立。證明一個命題,一般步驟如下:
(1)按照題意畫出圖形;
(2)分清命題的條件的結論,結合徒刑,在“已知”一項中寫出題設,在“求證”一項中寫出結論;
(3)在“證明”一項中,寫出全部推理過程。
一、直接證明
1、綜合法
(1)定義:一般地,利用已知條件和某些數學定義、公理、定理等,經過一系列的推理論證,最后推導出所要證明的結論成立,這種證明方法叫做綜合法.(2)綜合法的特點:綜合法又叫“順推證法”或“由因導果法”.它是從已知條件和某些學過的定義、公理、公式、定理等出發,通過推導得出結論.2、分析法
(1)定義:一般地,從要證明的結論出發,逐步尋求使它成立的充分條件,直至最后,把要證明的結論歸結為判定一個明顯成立的條件(已知條件、定理、定義、公理等)為止,這種證明的方法叫做分析法.(2)分析法的特點:分析法又叫“逆推證法”或“執果索因法”.它是要證明結論成立,逐步尋求推證過程中,使每一步成立的充分條件,直到最后,把要證明的結論歸結為判定一個明顯成立的條件(已知條件、定理、定義、公理等)為止.二、間接證明
反證法
1、定義:一般地,假設原命題不成立,經過正確的推理,最后得出矛盾,因此說明假設錯誤,從而證明了原命題成立,這樣的證明方法叫做反證法.2、反證法的特點:
反證法是間接證明的一種基本方法.它是先假設要證的命題不成立,即結論的反面成立,在已知條件和“假設”這個新條件下,通過邏輯推理,得出與定義、公理、定理、已知條件、臨時假設等相矛盾的結論,從而判定結論的反面不能成立,即證明了命題的結論一定是正確的.3、反證法的優點:
對原結論否定的假定的提出,相當于增加了一個已知條件.4反證法主要適用于以下兩種情形:
(1)要證的結論與條件之間的聯系不明顯,直接由條件推出結論的線索不夠清晰;
(2)如果從正面證明,需要分成多種情形進行分類討論,而從反面進行證明,只要研究一種或很少的幾種情形
勾股定理的證明方法篇四
2.2直接證明與間接證明bca案
主備人:史玉亮 審核人:吳秉政使用時間:2012年2-1
1學習目標:
1.了解直接證明的兩種基本方法,即綜合法和分析法。了解間接證明的一種基本方法——反證法。
2.了解綜合法和分析法的思考過程與特點,并會用兩種方法證明。了解反證法的解題步驟,思維過程及特點。
重點:
1.對綜合法和分析法的考查是本課的重點。應用反證法解決問題是本課考查的熱點。
2.命題時多以考查綜合法為主,選擇題、填空題、解答題均有可能出現。反證法僅作為客觀題的判斷方法不會單獨命題。
b案
一、直接證明
1.定義:直接證明是從___________或___________出發的,根據已知的_________、________________,直接推證結論的真實性。
2.直接證明的方法:______________與________________。
二、綜合法
1.定義:綜合法是從___________推導到______________的思維方法。具體地說,綜合法 從__________除法,經過逐步的___________,最后達到_______________。
? ?
? ? ?
三、
分析法1.定義:分析法是從__________追溯到__________的思維方法,具體地說,分析法是從________出發,一步一步尋
求結論成立的____________,最后達到
_________或__________。
?
? ? ? ?
四、反證法的定義
由證明p?q轉向證明?p?r?????t,t與_________矛盾,或與某個________矛盾,從而判定_________,推出___________的方法,叫做反證法。
預習檢測:
1.已知|x|<1,|y|<1,下列各式成立的是()
a.|x?y|?|x?y|≥2b.x??1?x?yd.|x|?|y|
ln2ln3ln5,b?,c?,則()23
5a.a?b?cb.c?b?ac.c?a?bd.b?a?c 2.若a?
3.命題“三角形中最多只有一個內角是直角”的結論的否定是()
a.有兩個內角是直角
b.有三個內角是直角
c.至少有兩個內角是直角
d.沒有一個內角是直角
4.a?b?c?d的必要不充分條件是()
a.a?cb.b?dc.a?c且b?dd.a?c或b?d
5.“自然數a,b,c中恰有一個是偶數”的反證法設為()
a.自然數a,b,c都是奇數b.自然數a,b,c都是偶數
c.自然數a,b,c中至少有兩個是偶數d.自然數a,b,c中都是奇數或至少有兩個偶數
6.已知a是整數,a2為偶數,求證:a也是偶數。
c案
一、綜合法
例1求證:12
3log19?log19?19?
253log2
2.已知n是大于1的自然數,求證:log(n?1)?log(n?2)
n(n?1)
二、分析法
例2.求證??
2變式突破: 已知a,b,c表示三角形的三邊,m?0,求證:
三、反證法:
例3.(1)證明:2不是有理數。
變式突破:若a、b、c均為實數,且a?x?2y?
求證:a、b、c中至少有一個大于0.2abc?? a?mb?mc?m?2,b?y2?2z??3,c?z2?2x??6.當堂檢測:
1.“x?
0”是“?0”成立的()
a.充分非必要條件 b.必要非充分條件 c.非充分非必要條件 d.充要條件
2.設a?log54,b?(log53)2,c?log45,則()
a.a?c?bb.b?c?ac.a?b?cd.b?a?c
3.設x,y,z?r?,a?x?111,b?y?,c?z?,則a,b,c三數()yzx
a.至少有一個不大于2b.都小于2c.至少有一個不小于2d.都大于
22224.若下列方程:x?4ax?4a?3?0,x?(a?1)x?a?0,x?2ax?2a?0至少有2
一個方程有實根,試求實數a的取值范圍。
a案
1.a、b為△abc的內角,∠a>∠b是sina?sinb的()
a.充分不必要條件 b.必要不充分條件 c.充要條件 d.既不充分也不必要條件
2.若向量a?(x,3)(x?r),則“x?4”是“|a|?5”的()
a.充分不必要條件 b.必要而不充分條件 c.充要條件d.既不充分又不必要條件
3.已知數列{an}為等比數列,sn是它的前n項的和,若a2?a3?2a1且a4與2a7的等差中項為5,則s5=()a.35b.33c.31d.29
44.定義在r上的函數f(x)滿足f(x?y)?f(x)?f(y)?2xy(x,y?r),f(1)?2,則f(?2)等于()a.2b.3c.6d.9
5.分析法證明問題是從所證命題的結論出發,尋求使這個結論成立的()
a.充分條件b.必要條件c.重要條件d.既非充分條件又非必要條件
6.下面四個不等式:①a?b?c≥ab?bc?ca;②a(1?a)≤2221ba;③?≥2; 4ab
④(a2?b2)?(c2?d2)≥(ac?bd)2,其中恒成立有()a.1個 b.2個 c.3個 d.4個
7.若x,y?0且x?y?2,則1?y1?x1?y1?x和的值滿足()a.和的中至少xxyy
有一個小于2b.1?y1?x1?y1?x和都小于2c.和都大于2d.不確定 xxyy
8.已知?、?為實數,給出下列三個論斷:
①???0;②|???|?
5;③|?|??|?個論斷為結論,寫出你認為正確的命題是______________。
9.設a?0,b?0,c?0,若a?b?c?1,則
111??≥______________。abc