内容正文:
勾股定理
勾股定理
主讲:黄继彬
1.勾股定理:如果直角三角形的两直角边分别为a,b,
斜边为c,则有
A
B
C
a
b
c
勾
股
弦
3
4
5
补充:满足a2+b2=c2的三个正整数,称为勾股数.
例如:(3,4,5),(5,12,13),(7,24,25),(9,40,41),(11,60,61)等等.
2.勾股定理中关系式的变式:
勾股定理——千古第一定理
在古代,许多民族发现了这个事实,即直角三角形的三条边长为a,b,c,则a2+b2=c2,其中 a,b是直角边长,c是斜边长,我国的算术《周髀算经》中,就有勾股定理的记载,为了纪念我国古人的伟大成就,就把这个定理命名为“勾股定理”或“商高定理”,在西方,被称为“毕达哥拉斯”定理或“百牛”定理.不管怎么说,勾股定理都是数学中的伟大定理,它给人们的巨大力量可说是难以估量,几乎所有的生产技术和科学研究都离不开它.
勾股定理是数学中最重要的定理之一,也许在数学中还找不到这样一个定理,其证明方法之多能够超过勾股定理.它有四百多种证明!卢米斯在
他的《毕达哥拉斯定理》一书的第二版中,收集了这个定理的37O种证明并对它们进行了分类.
3.勾股定理的简史:
a
c
b
a
b
c
4.勾股定理几种著名的证明方法:
(1)赵爽弦图的证法:
化简得:c2=a2+b2
∵S大正方形=S小正方形+4S直角三角形
注:这个图案是公元3世纪我国汉代的赵爽在注解
《周髀算经》时给出的,人们称它为“赵爽弦图”.
a
b
c
a
b
c
(2)弦图的另一种证法:
∵S大正方形=S小正方形+4S直角三角形
化简得:c2 =a2+ b2
(3)传说中毕达哥拉斯的证法:
证明:
将4个全等的直角三角形拼成边长为(a+b)的正方形ABCD,使中间留下边长为c的一个正方形洞.
移动三角形至图2所示的位置中,于是留下了边长分别为a与b的两个正方形洞.
则图1和图2中的白色部分面积必定相等,所以c2=a2+b2.
图1
a
a
b
b
c
A
B
C
D
图2
a
a
b
b
A
C
D
B
a
b
c
a
b
c
(4)美国第二十任总统伽菲尔德的证法:
5.推论:以直角三角形的边长为边长向外作正方形,则
两条直角边上的正方形面积之和等于斜边上的
正方形的面积.即SA+SB=SC
A
B
C
a
c
b
理由:根据勾股定理得a2+b2=c2
又∵SA=a2
SB=b2
SC=c2
∴SA+SB=SC
美丽的勾股树
你可能去过森林公园,看到过许许多多千姿百态的植物.
可是你是否见过如下的勾股树呢?你知道这是如何画出来的
吗?仔细看看,你就会发现那一个个细小的部分正是我们学过
的勾股图,一个一个连接在一起,构成了多么奇妙美丽的勾股
树!请你仔细观察这些勾股树,你能发现其中的奥妙吗?
6.阅读材料:
所有末端的正方形面积之和=根部的一个正方形的面积
实际问题
直角三角
形的问题
数学问题
利用勾
股定理
已知两边
求第三边
抽象
归类
解决
7.运用勾股定理解决实际问题:
例1.在Rt△ABC中,∠C=90°.
(1)若AC=6,BC=8,求AB; (3)若BC=7,AB=10,求AC.
A
B
C
6
8
?
A
B
C
7
10
?
(1)
(2)
注:在直角三角形中,知道其中任意两边,可以运用勾股定理求第三边.
例2.一个门框的尺寸如图所示,一块长3m,宽2.2m的薄木板
能否从门框内通过?为什么?
2m
D
C
A
B
答:木板能从门框内通过.
解:连结AC,在Rt△ABC中,根据勾股定理,
1m
例3.已知:如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=6,AC=8
求:斜边上的高CD.
解:由勾股定理知
AB2=AC2+BC2
=82+62=100
∴AB=10
由三角形面积公式,得
∴CD=4.8
C
A
B
D
?
例4.有一圆柱形油罐底面圆的周长为24m,高为6m,一只老鼠
从距底面1m的A处爬行到对角B处吃食物,它爬行的最短
路线长为多少?
A
B
分析:由于老鼠是沿着圆柱的表面爬行的,故需把圆柱展开成平面图形.
根据两点之间线段最短,可以发现A、B分别在圆柱侧面展开图的
宽1m处和长24m的中点处,即AB长为最短路线.
解:AC=6–1=5,
由勾股定理得
B
A
C
BC=24÷2=12,
AB2=AC2+BC2=169,
∴AB=13(m).