1701002416
1701002417
1701002418
1701002419
1701002420
从面积而非长度的角度来看勾股定理,我们可以发现很多有趣的东西。比如,你可以通过吃饼干的方法来验证勾股定理,你尝试先用很多小块的饼干拼出那3个跳舞的正方形,然后吃掉它们看看等式是不是真的成立。你还可以把勾股定理当成一个小孩子玩的拼图游戏,通过摆弄不同形状的拼图零片,轻松地验证勾股定理是否成立,让我一步步地做给你看。
1701002421
1701002422
首先,我们回到斜边上的正方形,再次重温一下,这个大正方形如下图所示。
1701002423
1701002424
1701002425
1701002426
1701002427
仔细看一眼这个正方形,你会感到一丝直觉上的不安,因为这个正方形看起来很不稳定,似乎随时要翻转着倒下来。还有一个让我不安的因素是,这个正方形的其中一边和直角三角形的斜边重合,而且这一边似乎可以是正方形四条边的任意一条,这种随机性和不唯一性,也让我感觉有点儿不舒服。
1701002428
1701002429
既然这样,就让我们顺从自己的直觉,补画另外3个三角形,从而得到一幅更稳定、更对称的图形。
1701002430
1701002431
1701002432
1701002433
1701002434
现在,让我们回顾一下我们的初衷:我们想要证明这个歪歪斜斜地靠在斜边上的正方形的面积(虽然添上了另外3个三角形,但是这个大正方形仍然是我们认识的那个大正方形。虽然现在一共有4个三角形围着大正方形,但不要忘了左下角的那个才是我们要研究的那个直角三角形)等于小正方形和中正方形的面积之和。问题是:小正方形和中正方形到底在哪儿呢?让我们通过移动三角形的方法来找出小正方形和中正方形。
1701002435
1701002436
把上面的图片想象成一个拼图:这个拼图有一个正方形的框架,框架里面有4块三角形的拼图零片。
1701002437
1701002438
1701002439
1701002440
1701002441
在这样的设定下,中间那个歪斜的正方形是拼图框架中间的空白部分,而框架内非空白的部分则被4个三角形拼图零片占据。
1701002442
1701002443
现在让我们来试着移动这4个拼图零片,用不同的方法拼出不同的形状,就像玩七巧板一样。显然,不管我们怎么拼,框架内空白区域的面积总是保持不变的,这是因为框架内的总面积不变,4块拼图零片的总面积也不会改变。
1701002444
1701002445
开动脑筋以后,我们非常聪明地把4个三角形拼成以下这个图形。
1701002446
1701002447
1701002448
1701002449
1701002450
看到了吗?拼成上图图形以后,空白的区域变成了一个小正方形和一个中等大小的正方形,这不正是我们要证明的吗?如前所述,空白区域的面积永远等于大正方形的面积,所以,我们证明了勾股定理是成立的!
1701002451
1701002452
这种证明方法比其他证明方法好得多,它不仅让人们相信这个定理的存在,还非常形象地将其演示给人们看。这正是这种证明方法的“优雅”之处。
1701002453
1701002454
为了做出比较,在此我提供勾股定理的另一种证明方法。这种证明方法也很有名,而且还非常简单,因为它完全没有用到面积的概念。
1701002455
1701002456
我们还是假设一个直角三角形两条直角边的长度分别是a和b,斜边的长度为c,如下图所示。
1701002457
1701002458
1701002459
1701002460
1701002461
现在,假想我们突然接受了神灵的启示,或者突然才思泉涌、醍醐灌顶……总之,基于某些神秘的原因,我们决定画一条辅助线。这条辅助线从直角的顶点开始,垂直于三角形的斜边,如上图中的右图所示。
1701002462
1701002463
通过这条天才的辅助线,我们在原本的大三角形里面创造出了两个新的小三角形。很容易证明的是,这三个三角形的形状是相似的,也就是说,它们的形状是一模一样的,只是大小不同。因此,每个三角形的三边关系必然是一样的,即边与边长度的比值是一样的,翻译成数学语言就是:
1701002464
1701002465
[
上一页 ]
[ :1.701002416e+09 ]
[
下一页 ]