勾股定律(一条来自远古的定理——勾股定理)
勾股定理是初中几何中最经典也最常见的定理,而这个定理的诞生也是众说成谜,要了解勾股定理的起源,首先要知道什么是勾股定理?
简而言之即,直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方,用数学符号
表示为:
勾股定理
据说在古埃及便诞生了勾股定理,虽然并没有详细的资料记载,但在古埃及确实出现了勾股定理的痕迹,最经典的案列便是古埃及的金字塔。那么同学们,你们知道古埃及人是如何得到直角的吗?据说当时古埃及工匠用一根绳子就得到了直角,他是如何做的呢?
该工匠用13个等距的结把一根绳子分成等长的12段,这个工匠同时握住绳子的第1个结和第13个结,两个助手分别握住第4个结和第9个结,拉紧绳子就得到一个直角三角形, 其直角在第1个结处,如图:
那么在中国,此定理为何叫勾股定理呢?
在西周开国时期,有位叫商高的数学家对周公姬旦回答了这么一句话“折矩以为勾广三、股修四、径隅五"即"勾三、股四、弦五”,这是我国对勾股定理最早的描述,所以勾股定理又叫商高定理。而我国更加成熟的勾股定理记载是古代数学家赵爽的《赵爽弦图》,其证明如下:
赵爽证法
在西方,更被公众所认可的勾股定理起源,就不得不提到一个学派——毕达哥拉斯学派,在西方勾股定理也叫毕达哥拉斯定理。据说为了庆祝毕达哥拉斯发现了勾股定理,当时宰了一百头牛来庆祝,因此又叫百牛定理
毕达哥拉斯
毕达哥拉斯利用拼图的方式,进行面积计算,从而得到勾股定理,如图:
毕达哥拉斯证法
对于勾股定理的起源和证明方法众说纷纭,据说证明勾股定理有4000多种证明方法,在此不作一一赘述,感兴趣的朋友可以查阅书籍,进行了解
说了这么多,那勾股定理在具体实际生活中有哪些用途呢?我们可以一起来看一下几道实际案例
例1.有一个圆柱形油罐,要以A点环绕油罐建梯子,正好建在A点的正上方点B处,问梯子最短需多少米?(已知油罐的底面半径是2 m,高AB是5 m,π取3)
例2.在一次台风的袭击中,小明家房前的一棵大树在离地面6米处断裂,树的顶部落在离树根底部8米处.你能告诉小明这棵树折断之前有多高吗?
例3.我国古代数学著作《九章算术》中记载了一道有趣的问题,这个问题的意思是:有一个水池,水面是一个边长为10尺的正方形,在水池的中央有一根新生的芦苇,它高出水面1尺,如果把这根芦苇垂直拉向岸边,它的顶端恰好到达岸边的水面,请问这个水池的深度和这根芦苇的长度各是多少?
综上,勾股定理的起源复杂,证法多样,在实际生活中,也是得到广泛应用。
那么除了要知道勾股定理,还需知道其逆定理,又叫直角三角形的判定定理,即已知三角形的三边长,且满足两条较小边的平方和等于最长边的平方,即可判断此三角形为直角三角 ,最长边所对角为直角,例如:
例4.下面以a,b,c为边长的三角形是不是直角三角形?如果是,那么哪一个角是直角?
(1) a=15 , b=8 ,c=17;
(2) a=13 , b=14 , c=15;
例5.在正方形ABCD中,F是CD的中点,E为BC上一点,且CE= CB,试判断AF与EF的
位置关系,并说明理由
看完这一节课,相信你对勾股定理有了更深刻的了解。
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