毕达哥拉斯定理, 用平方证明
直角三角形中的毕达哥拉斯定理。 公式及用平方证明
毕达哥拉斯定理。 公式及证明。 计算示例
毕达哥拉斯定理
- 在任何直角三角形中, 斜边的平方和等于斜边的平方:
- c2 = a2 + b2
- 哪里:
- a和b是两个导管的长度
- c是斜边的长度
广义毕达哥拉斯定理
- 广义毕达哥拉斯定理, 也称为余弦定理, 利用给定三角形的一条边和另外两条边之间的角度的余弦, 建立了这两条边的长度之间的关系, 如下所示:
c2 = a2 + b2 - 2 × a × c × cos(∠C)
但是, 如果角度∠C的度量为m(∡C) = 90° => cos(90°) = 0, 则广义勾股定理的公式就变成了经典勾股定理:
c2 = a2 + b2
毕达哥拉斯定理的证明
1. 我们构建一个边长为 L = a + b 的正方形
- 我们在这个正方形内放置四个全等的直角三角形。 这些直角正方形的管状长度分别为 a 和 b, 如相邻的图中所示。
- 四个斜边的长度等于c。
使用平方演示勾股定理
- 四个三角形全等, 且角度 α + β = 90°。
- 事实证明, 角度 γ = 180° - (α + β) = 180° - 90° = 90°。
- 所以可知c边的多边形是正方形。
2. 我们通过两种方法计算大正方形的面积
- 大正方形的面积 撤消括号L, 最简单的可以通过边相乘得到:
正方形的面积L = L × L = L2 = (a + b)2
但是, 大正方形的面积 撤消括号L 也可以通过将构成它的几何形状 (即四个全等的直角三角形和位于中心的 c 边的较小正方形) 的面积相加来获得:
正方形的面积L = 4 × 1/2 × a × b + c × c = 2 × a × b + c2
3. 我们让这两个关系相等:
- 两个方程都表示大正方形 撤消括号L的面积, 计算方式不同, 因此它们彼此相等。
2 × a × b + c2 = (a + b)2
撤消括号:
2 × a × b + c2 = a2 + 2 × a × b + b2
我们划掉等式两边的公项“2×a×b”, 得到勾股定理:
c2 = a2 + b2
为什么勾股定理很重要
- 毕达哥拉斯定理建立了直角三角形边长之间的关系。
- 应用毕达哥拉斯定理我们可以判断三角形是否是直角三角形。
- 毕达哥拉斯定理有许多实际应用: 在几何学中, 它是三角学的基础, 它用于计算地图上两点之间的距离, 它是数字地图上定位系统或建立路线的基础, 它在建筑和建筑中用于构造 90 度角, 在物理和工程中用于分解力或速度。
使用毕达哥拉斯定理的计算示例
示例1: 直角三角形斜边的计算
- 我们有一个直角三角形, 其长度为 a = 3 且 b = 4, 让我们计算斜边的长度 c。
- c2 =
- a2 + b2 =
- 32 + 42 =
- 9 + 16 =
- 25 =
- 52 =>
- c = 5
示例2: 我们检查三角形是否是直角
- 我们有一个边长为 a = 4、 b = 7 和 c = 8 的三角形, 让我们检查一下它是否是直角三角形。
- 我们假设三角形是直角, 我们应用毕达哥拉斯定理看看它是否得到验证。
- c2 = 82 = 64
- a2 + b2 = 42 + 72 = 16 + 49 = 65
- c2 ≠ a2 + b2
毕达哥拉斯定理尚未验证, 因此三角形不是直角。