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數學論文【神秘的勾股世界】

遨遊勾股世界

引言: 勾股定理是集合中幾個最重要的定理之壹,在生產生活實際中用途很大,而且在其他自然科學中也被廣泛運用著。在沒有深入學習勾股定理時,我覺得它十分神奇、深奧,但是學習了有關於勾股定理的知識後,我知道了“壹個直角三角形斜邊的平方,等於其兩個直角邊的平方和”,這壹性質稱為“勾股定理”,並且我也可以輕松的運用這項知識去解決許多問題了。那麽,這項如此重要的定理是怎麽被發現的,它起源於哪裏,在生活中有又有什麽具體的用處呢?為了更加深入地了解勾股定理,所以就在數學老師的指道下寫了這篇論文。

關鍵詞:發現 證明 運用 拓展

壹、了解勾股定理的發現歷程

“壹個直角三角形斜邊的平方,等於其兩個直角邊的平方和”,看似如此簡單的定理,他被發現的過程卻並非如此簡單:人們對勾股定理的認識經理了從特殊到壹般的過程, 回顧歷史,幾乎所有的文明古國都分別發現這個定理,當中包括希臘、中國、埃及、巴比倫、印度等。早在3000年前,我國已有“勾廣三、股修四、徑隅五”的結論,意思是:直角三角形中,如果勾長三、股長四,那麽弦長為五。早在畢達哥拉斯以前壹千多年,古代巴比倫人就已經知道了這個定理。而畢達哥拉斯是西方最早發現這個定理的人。

勾股定理是壹個歷史悠久的定理,從發現到顯著已有五千年的歷史了。古今中外,曾經有無數的數學家提出這個定理的證明,甚至曾經有壹位美國總統(加非爾德)在他擔任議員時也提出了壹個證明。此外,這定理亦被灌以很多不同的名稱,如百牛定理、勾股定理、商高定理、畢氏定理等。

二、證明勾股定理

知道嗎,至今為止勾股定理的證法已多達400多種!那麽我們可不可以自己親手去證證看,用拼圖的方法可不可以證呢?試試就知道:

證法壹如圖,正方形ABCD的面積

= 4個直角三角形的面積 + 正方形PQRS的面積

∴ ( a + b )2 = 1/2 ab × 4 + c2

a2 + 2ab + b2 = 2ab + c2

故 a2 + b2 =c2 證法二圖1中,甲的面積 = (大正方形面積) - ( 4個直角三角形面積)。

圖2中,乙和丙的面積和=(大正方形面積)-( 4個直角三角形面積)。

因為圖1和圖2的面積相等,

所以甲的面積=乙的面積+丙的面積

c2 = a2 + b2

那除了壹二種方法,還有沒有別的拼圖證法呢?讓我們在來看看:

證法三梯形面積 = 三個直角三角形的面積和

1/2 × ( a + b ) × ( a + b ) = 2 × 1/2 × a × b + 1/2 × c × c

(a + b )2 = 2ab + c2

a 2 + 2ab + b2 = 2ab + c2

故 a2 + b2 = c2

哇!原來自己動手去證明壹個定理也是很有趣的呢!

三、 從勾股定理到圖形面積的拓展

我們知道,勾股定理反映了直角三角形三條邊之間的關系:a2 +b2=c2。而a2 ,b2, c2又可以看成是以a,b,c為邊長的正方形面積,因此,勾股定理也可以表述為:分別以直角三角形兩條直角邊為邊長的兩個正方形之和,等於以斜邊為邊長的正方形面積。如圖1,S1+S2=S3。

D

如果以直角三角形的三條邊a,b,c為邊,向形外分別作正三角形(如圖2),那麽分別以指教三角形的三邊a,b,c為邊向外形作正三角形,也存在 S1+S2=S3.。

c

b

a

B

F

A

E

C

S3

c

b

a

圖1

S2

S1

B

A

C

圖二

四、勾股定理在生活中的應用

如此奇妙的勾股定理,在生活生產中到底起這什麽具體的用處呢?其實,勾股定理從古至今都和人們有著非常密切的關系。

在古代,我國古代傑出的數學家陳子(公元前6-7世紀)對太陽的高和遠進行了測量,這就是人們所樂於稱道的“陳子測日”;大禹為了治理洪水,使不決流江河,根據地勢高低,決定水流走向,因勢利導,使洪水註入海中,不再有大水漫溺的災害,這也是應用勾股定理的結果。

在今天,世界上許多科學家正在試探尋找其他星球的“人”,為此,向宇宙發出了許多信號,如地球上人類的語言、音樂、各種圖形等,據說我國著名數學家華羅庚曾建議發射壹種勾股定理的圖形,如果宇宙人是“文明人”,那麽它們壹定會認識這種“語言”的。

這些事實可以說明勾股定理的重大意義。

五、總結與感悟

感悟1: 倫琴說:“第壹是數學,第二是數學,第三是數學。”數學就在我們身邊,只要有壹雙發現的眼睛,我們就可以收獲很多有關於數學的知識。

感悟2: 盡管希臘人稱勾股定理為畢達哥拉斯定理或“百牛定理”,法國、比利時人又稱 這個定理為“驢橋定理”,但據推算,他們發現勾股定理的時間都比我國晚。我國是世界上最早發現勾股定理這壹幾何寶藏的國家!勾股定理是中國人智慧的結晶,是中國古代文化的精華,那麽,我們除了引以為自豪,又該如何去發展它呢?這還有待我們深思。

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