内容正文:
数学活动 探寻“勾股数”
勾股定理,又称商高定理,指直角三角形的两条直角边的平方和等于斜边的平方。勾股定理是人类早期发现并证明的重要数学定理,是用代数思想解决几何问题的重要工具,是数形结合的重要纽带。
商高(西周数学家)
一、知识背景,引入情景
哥伦比亚大学的
“普林顿322”古巴比伦泥板
满足的三个正整数勾股数。
一、知识背景,引入情景
例1 分别以下列四组数为一个三角形的三边长:①0.6,0.8,1;②5,12,13;③8,15,17;④4,5,6.其中能构成直角三角形的勾股数的组数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
一、知识背景,引入情景
正整数
×
×
√
√
B
你能说出哪些常见的勾股数?
3,4,5
5,12,13
6,8,10
7,24,25
……
8,15,17
二、发现问题,提出问题
9,12,15
猜想:
则为正整数时,的整数倍
探究1 如何找到更多的勾股数呢?
3,4,5
6,8,10
……
9,12,15
12,16,20
,4,(为正整数)
若是一组勾股数,
验证:
二、发现问题,提出问题
是一组勾股数。
15,20,25
若是一组勾股数,则为正整数时,
的整数倍是一组勾股数。
方法一:
二、发现问题,提出问题
哥伦比亚大学的
“普林顿322”古巴比伦泥板
“普林顿322”泥板上的数据有规律吗?古人是如何想到的呢?
二、发现问题,提出问题
①3,4,5
②5,12,13
③6,8,10
④7,24,25
⑥9,40,41
⑦10,24,26
⑤8,15,17
请你观察以下几组勾股数并分类,分类的依据是什么?
⑧12,35,37
三、个例研究,规律探寻
b
3 4 5
5 12 13
7 24 25
9 40 41
探究2 完成表格填空,观察表中数据并回答问题。
(1)你有哪些发现?
奇数
9
25
49
81
1
1
1
1
9
25
49
81
三、个例研究,规律探寻
探究2 完成表格填空,观察表中数据并回答问题。
(2)若13,则b =_______, =_______。
(3)若(为正整数),
则b =__________, =______________。
三、个例研究,规律探寻
因为,又,
所以1,将,
所以,解得=84,85。
因为,又
所以1,将,
解得=,
当为正整数时,、、
+1是一组勾股数。
验
、、+1是一组勾股数。
猜想:
如何验证这个猜想?
三、个例研究,规律探寻
当为正整数时,
、、+1是一组勾股数。
三、个例研究,规律探寻
方法二:
(毕达哥拉斯构造法)
古希腊著名哲学家、
数学家毕达哥拉斯
b
6 8 10
8 15 17
10 24 26
12 35 37
探究3 完成表格填空,观察表中数据并回答问题。
36
64
100
144
2
2
2
18
32
50
72
2
三、个例研究,规律探寻
(1)你有哪些发现?
是偶数
(2)若16,则b =_______, =_______。
(3)若(为正整数),
则b =__________, =__________。
探究3 完成表格填空,观察表中数据并回答问题。
三、个例研究,规律探寻
因为,又,
所以,将16代入,
所以4,解得=63,65。
因为,又,
所以4,将代入,
所以,
解得=,
当为正整数时,、、
是一组勾股数。
验
、、是一组勾股数。
猜想:
请你验证这个猜想。
三、个例研究,规律探寻
当为正整数时,
、、是一组勾股数。
三、个例研究,规律探寻
方法三:
(柏拉图构造法)
古希腊著名哲学家柏拉图
探究4 构造勾股数,就是要寻找3个正整数,使它们满足“两个数的平方和(或差)等于第三个数的平方”,即满足以下形式:
四、拓展思路,方法再探
四、拓展思路,方法再探
已知
,即可
设=
(为任意正整数,且)
所以、
是一组勾股数。
四、拓展思路,方法再探
方法四:
当为任意正整数,且时,
、、是一组勾股数。
(丢番图构造法)
古希腊数学家丢番图
四、拓展思路,方法再探
(刘徽构造法)
中国魏晋时期数学家刘徽
当为同奇偶的正整数,且时,
是一组勾股数。
拓展:
例2 阅读:能够成为直角三角形三条边长的三个正整数称为勾股数 .世界上第一次给出勾股数通解公式的是我国古代数学著 作《九章算术》, 其勾股数组公式为
应用:当时,求有一边长为5的直角三角形的另外两条边长.
四、拓展思路,方法再探
分类讨论
1当时
=5,
=11,
解:因为,
所以
2当时
=5,
代入得=12,=13。
3当时
=9,解得=,
因为,所以=,
代入得=4,b=3。
解得=(舍去)
综上所述,另外两条边长为12、13或者3、4。
四、拓展思路,方法再探
若是一组勾股数,则为正整数时,的整数倍也是一组勾股数。
方法一
当、、是一组勾股数。
方法二
当、、是一组勾股数。
方法三
五、归纳小结,能力提升
方法四
当为任意正整数,且时,、、是一组勾股数。
……
发现问题,提出问题
整理结论,解决问题
验证猜想,得出结论
个例研究,提出猜想
一般
特殊
一般
(类比)
五、归纳小结,能力提升
$$