一個與勾股定理有關的科幻小說
❶ 勾股定理的歷史什麼書有介紹還有一些關於數學科學的
中國
公元前十一世紀,周朝數學家商高就提出「勾三、股四、弦五」。《周髀算經》中記錄著商高同周公的一段對話。商高說:「…故折矩,勾廣三,股修四,經隅五。」意為:當直角三角形的兩條直角邊分別為3(勾)和4(股)時,徑隅(弦)則為5。以後人們就簡單地把這個事實說成「勾三股四弦五」,根據該典故稱勾股定理為商高定理。[3] 公元三世紀,三國時代的趙爽對《周髀算經》內的勾股定理作出了詳細注釋,記錄於《九章算術》中「勾股各自乘,並而開方除之,即弦」,趙爽創制了一幅「勾股圓方圖」,用形數結合得到方法,給出了勾股定理的詳細證明。後劉徽在劉徽注中亦證明了勾股定理。[3] 在中國清朝末年,數學家華蘅芳提出了二十多種對於勾股定理證法。[6] 勾股定理外國遠在公元前約三千年的古巴比倫人就知道和應用勾股定理,他們還知道許多勾股數組。美國哥倫比亞大學圖書館內收藏著一塊編號為「普林頓322」的古巴比倫泥板,上面就記載了很多勾股數。古埃及人在建築宏偉的金字塔和測量尼羅河泛濫後的土地時,也應用過勾股定理。[7-8] 公元前六世紀,希臘數學家畢達哥拉斯證明了勾股定理,因而西方人都習慣地稱這個定理為畢達哥拉斯定理。[9] 公元前4世紀,希臘數學家歐幾里得在《幾何原本》(第Ⅰ卷,命題47)中給出一個證明。[10] 1876年4月1日,加菲爾德在《新英格蘭教育日誌》上發表了他對勾股定理的一個證法。1940年《畢達哥拉斯命題》出版,收集了367種不同的證法。[11]❷ 與勾股定理有關的書籍
加油!!
魅力無比的定理證明
——勾股定理的證明
勾股定理是幾何學中的明珠,所以它充滿魅力,千百年來,人們對它的證明趨之若騖,其中有著名的數學家,也有業余數學愛好者,有普通的老百姓,也有尊貴的政要權貴,甚至有國家總統。也許是因為勾股定理既重要又簡單,更容易吸引人,才使它成百次地反復被人炒作,反復被人論證。1940年出版過一本名為《畢達哥拉斯命題》的勾股定理的證明專輯,其中收集了367種不同的證明方法。實際上還不止於此,有資料表明,關於勾股定理的證明方法已有500餘種,僅我國清末數學家華蘅芳就提供了二十多種精彩的證法。這是任何定理無法比擬的。
在這數百種證明方法中,有的十分精彩,有的十分簡潔,有的因為證明者身份的特殊而非常著名。
首先介紹勾股定理的兩個最為精彩的證明,據說分別來源於中國和希臘。
1.中國方法
畫兩個邊長為(a+b)的正方形,如圖,其中a、b為直角邊,c為斜邊。這兩個正方形全等,故面積相等。
左圖與右圖各有四個與原直角三角形全等的三角形,左右四個三角形面積之和必相等。從左右兩圖中都把四個三角形去掉,圖形剩下部分的面積必相等。左圖剩下兩個正方形,分別以a、b為邊。右圖剩下以c為邊的正方形。於是
a2+b2=c2。
這就是我們幾何教科書中所介紹的方法。既直觀又簡單,任何人都看得懂。
2.希臘方法
直接在直角三角形三邊上畫正方形,如圖。
容易看出,
△ABA』 ≌△AA』』 C。
過C向A』』B』』引垂線,交AB於C』,交A』』B』』於C』』。
△ABA』與正方形ACDA』同底等高,前者面積為後者面積的一半,△AA』』C與矩形AA』』C』』C』同底等高,前者的面積也是後者的一半。由△ABA』≌△AA』』C,知正方形ACDA』的面積等於矩形AA』』C』』C』的面積。同理可得正方形BB』EC的面積等於矩形B』』BC』C』』的面積。
於是,
S正方形AA』』B』』B=S正方形ACDA』+S正方形BB』EC,
即 a2+b2=c2。
至於三角形面積是同底等高的矩形面積之半,則可用割補法得到(請讀者自己證明)。這里只用到簡單的面積關系,不涉及三角形和矩形的面積公式。
這就是希臘古代數學家歐幾里得在其《幾何原本》中的證法。
以上兩個證明方法之所以精彩,是它們所用到的定理少,都只用到面積的兩個基本觀念:
⑴ 全等形的面積相等;
⑵ 一個圖形分割成幾部分,各部分面積之和等於原圖形的面積。
這是完全可以接受的樸素觀念,任何人都能理解。
我國歷代數學家關於勾股定理的論證方法有多種,為勾股定理作的圖注也不少,其中較早的是趙爽(即趙君卿)在他附於《周髀算經》之中的論文《勾股圓方圖注》中的證明。採用的是割補法:
如圖,將圖中的四個直角三角形塗上硃色,把中間小正方形塗上黃色,叫做中黃實,以弦為邊的正方形稱為弦實,然後經過拼補搭配,「令出入相補,各從其類」,他肯定了勾股弦三者的關系是符合勾股定理的。即「勾股各自乘,並之為弦實,開方除之,即弦也」。
趙爽對勾股定理的證明,顯示了我國數學家高超的證題思想,較為簡明、直觀。
西方也有很多學者研究了勾股定理,給出了很多證明方法,其中有文字記載的最早的證明是畢達哥拉斯給出的。據說當他證明了勾股定理以後,欣喜若狂,殺牛百頭,以示慶賀。故西方亦稱勾股定理為「百牛定理」。遺憾的是,畢達哥拉斯的證明方法早已失傳,我們無從知道他的證法。
下面介紹的是美國第二十任總統伽菲爾德對勾股定理的證明。
如圖,
S梯形ABCD= (a+b)2
= (a2+2ab+b2), ①
又S梯形ABCD=S△AED+S△EBC+S△CED
= ab+ ba+ c2
= (2ab+c2)。 ②
比較以上二式,便得
a2+b2=c2。
這一證明由於用了梯形面積公式和三角形面積公式,從而使證明相當簡潔。
1876年4月1日,伽菲爾德在《新英格蘭教育日誌》上發表了他對勾股定理的這一證明。5年後,伽菲爾德就任美國第二十任總統。後來,人們為了紀念他對勾股定理直觀、簡捷、易懂、明了的證明,就把這一證法稱為勾股定理的「總統」證法,這在數學史上被傳為佳話。
在學習了相似三角形以後,我們知道在直角三角形中,斜邊上的高把這個直角三角形所分成的兩個直角三角形與原三角形相似。
如圖,Rt△ABC中,∠ACB=90°。作CD⊥BC,垂足為D。則
△BCD∽△BAC,△CAD∽△BAC。
由△BCD∽△BAC可得BC2=BD • BA, ①
由△CAD∽△BAC可得AC2=AD • AB。 ②
我們發現,把①、②兩式相加可得
BC2+AC2=AB(AD+BD),
而AD+BD=AB,
因此有 BC2+AC2=AB2,這就是
a2+b2=c2。
這也是一種證明勾股定理的方法,而且也很簡潔。它利用了相似三角形的知識。
在對勾股定理為數眾多的證明中,人們也會犯一些錯誤。如有人給出了如下證明勾股定理的方法:
設△ABC中,∠C=90°,由餘弦定理
c2=a2+b2-2abcosC,
因為∠C=90°,所以cosC=0。所以
a2+b2=c2。
這一證法,看來正確,而且簡單,實際上卻犯了循環證論的錯誤。原因是餘弦定理的證明來自勾股定理。
人們對勾股定理感興趣的原因還在於它可以作推廣。
歐幾里得在他的《幾何原本》中給出了勾股定理的推廣定理:「直角三角形斜邊上的一個直邊形,其面積為兩直角邊上兩個與之相似的直邊形面積之和」。
從上面這一定理可以推出下面的定理:「以直角三角形的三邊為直徑作圓,則以斜邊為直徑所作圓的面積等於以兩直角邊為直徑所作兩圓的面積和」。
勾股定理還可以推廣到空間:以直角三角形的三邊為對應棱作相似多面體,則斜邊上的多面體的表面積等於直角邊上兩個多面體表面積之和。
若以直角三角形的三邊為直徑分別作球,則斜邊上的球的表面積等於兩直角邊上所作二球表面積之和。
如此等等。
【附錄】
一、【《周髀算經》簡介】
《周髀算經》算經十書之一。約成書於公元前二世紀,原名《周髀》,它是我國最古老的天文學著作,主要闡明當時的蓋天說和四分歷法。唐初規定它為國子監明算科的教材之一,故改名《周髀算經》。《周髀算經》在數學上的主要成就是介紹了勾股定理及其在測量上的應用。原書沒有對勾股定理進行證明,其證明是三國時東吳人趙爽在《周髀注》一書的《勾股圓方圖注》中給出的。
《周髀算經》使用了相當繁復的分數演算法和開平方法。
二、【伽菲爾德證明勾股定理的故事】
1876年一個周末的傍晚,在美國首都華盛頓的郊外,有一位中年人正在散步,欣賞黃昏的美景,他就是當時美國俄亥俄州共和黨議員伽菲爾德。他走著走著,突然發現附近的一個小石凳上,有兩個小孩正在聚精會神地談論著什麼,時而大聲爭論,時而小聲探討。由於好奇心驅使,伽菲爾德循聲向兩個小孩走去,想搞清楚兩個小孩到底在干什麼。只見一個小男孩正俯著身子用樹枝在地上畫著一個直角三角形。於是伽菲爾德便問他們在干什麼?那個小男孩頭也不抬地說:「請問先生,如果直角三角形的兩條直角邊分別為3和4,那麼斜邊長為多少呢?」伽菲爾德答道:「是5呀。」小男孩又問道:「如果兩條直角邊長分別為5和7,那麼這個直角三角形的斜邊長又是多少?」伽菲爾德不假思索地回答道:「那斜邊的平方一定等於5的平方加上7的平方。」小男孩又說:「先生,你能說出其中的道理嗎?」伽菲爾德一時語塞,無法解釋了,心裡很不是滋味。
於是,伽菲爾德不再散步,立即回家,潛心探討小男孩給他出的難題。他經過反復思考與演算,終於弄清了其中的道理,並給出了簡潔的證明方法
❸ 勾股定理的歷史什麼書有介紹還有一些關於
勾股定理引自網路詞條:
中國
公元前十一世紀,周朝數學家商高就提出「勾三、股四、弦五」。《周髀算經》中記錄著商高同周公的一段對話。商高說:「…故折矩,勾廣三,股修四,經隅五。」意為:當直角三角形的兩條直角邊分別為3(勾)和4(股)時,徑隅(弦)則為5。以後人們就簡單地把這個事實說成「勾三股四弦五」,根據該典故稱勾股定理為商高定理。[2] 公元三世紀,三國時代的趙爽對《周髀算經》內的勾股定理作出了詳細注釋,記錄於《九章算術》中「勾股各自乘,並而開方除之,即弦」,趙爽創制了一幅「勾股圓方圖」,用形數結合得到方法,給出了勾股定理的詳細證明。後劉徽在劉徽注中亦證明了勾股定理。[2] 在中國清朝末年,數學家華蘅芳提出了二十多種對於勾股定理證法。[5] 外國遠在公元前約三千年的古巴比倫人就知道和應用勾股定理,他們還知道許多勾股數組。美國哥倫比亞大學圖書館內收藏著一塊編號為「普林頓322」的古巴比倫泥板,上面就記載了很多勾股數。古埃及人在建築宏偉的金字塔和測量尼羅河泛濫後的土地時,也應用過勾股定理。[6-7] 公元前六世紀,希臘數學家畢達哥拉斯證明了勾股定理,因而西方人都習慣地稱這個定理為畢達哥拉斯定理。[8] 公元前4世紀,希臘數學家歐幾里得在《幾何原本》(第Ⅰ卷,命題47)中給出一個證明。[9] 1876年4月1日,加菲爾德在《新英格蘭教育日誌》上發表了他對勾股定理的一個證法。1940年《畢達哥拉斯命題》出版,收集了367種不同的證法。[10]❹ 關於勾股定理的故事有哪些最好在700字左右。謝謝
【伽菲爾德證明勾股定理的故事】
1876年一個周末的傍晚,在美國首都華盛頓的郊外,有一位中年人正在散步,欣賞黃昏的美景,他就是當時美國俄亥俄州共和黨議員伽菲爾德。他走著走著,突然發現附近的一個小石凳上,有兩個小孩正在聚精會神地談論著什麼,時而大聲爭論,時而小聲探討。由於好奇心驅使,伽菲爾德循聲向兩個小孩走去,想搞清楚兩個小孩到底在干什麼。只見一個小男孩正俯著身子用樹枝在地上畫著一個直角三角形。於是伽菲爾德便問他們在干什麼?那個小男孩頭也不抬地說:「請問先生,如果直角三角形的兩條直角邊分別為3和4,那麼斜邊長為多少呢?」伽菲爾德答道:「是5呀。」小男孩又問道:「如果兩條直角邊長分別為5和7,那麼這個直角三角形的斜邊長又是多少?」伽菲爾德不假思索地回答道:「那斜邊的平方一定等於5的平方加上7的平方。」小男孩又說:「先生,你能說出其中的道理嗎?」伽菲爾德一時語塞,無法解釋了,心裡很不是滋味。
於是,伽菲爾德不再散步,立即回家,潛心探討小男孩給他出的難題。他經過反復思考與演算,終於弄清了其中的道理,並給出了簡潔的證明方法。
❺ 所有有關勾股定理的知識,我要最全面的。搗亂者滾
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勾股定理:在任何一個直角三角形中,兩條直角邊的平方之和一定等於斜邊的平方。這個定理在中國又稱為「商高定理」,在外國稱為「畢達哥拉斯定理」。
勾股定理(又稱商高定理,畢達哥拉斯定理)是一個基本的幾何定理,早在中國商代就由商高發現。據說畢達高拉斯發現了這個定後,即斬了百頭牛作慶祝,因此又稱「百牛定理」。
勾股定理指出:
直角三角形兩直角邊(即「勾」,「股」)邊長平方和等於斜邊(即「弦」)邊長的平方。
也就是說,
設直角三角形兩直角邊為a和b,斜邊為c,那麽
a2 + b2 = c2
勾股定理現發現約有400種證明方法,是數學定理中證明方法最多的定理之一。
勾股數組
滿足勾股定理方程a2 + b2 = c2的正整數組(a,b,c)。例如(3,4,5)就是一組勾股數組。
由於方程中含有3個未知數,故勾股數組有無數多組。
推廣
如果將直角三角形的斜邊看作二維平面上的向量,將兩斜邊看作在平面直角坐標系坐標軸上的投影,則可以從另一個角度考察勾股定理的意義。即,向量長度的平方等於它在其所在空間一組正交基上投影長度的平方之和。
❻ 和勾股定理有關的科學家
勾股定理,是一個基本的幾何定理,指直角三角形的兩條直角邊的平方和等於斜邊的平方。中國古代稱直角三角形為勾股形,並且直角邊中較小者為勾,另一長直角邊為股,斜邊為弦,所以稱這個定理為勾股定理,也有人稱商高定理。
勾股定理現約有500種證明方法,是數學定理中證明方法最多的定理之一。勾股定理是人類早期發現並證明的重要數學定理之一,用代數思想解決幾何問題的最重要的工具之一,也是數形結合的紐帶之一。
在中國,周朝時期的商高提出了「勾三股四弦五」的勾股定理的特例。在西方,最早提出並證明此定理的為公元前6世紀古希臘的畢達哥拉斯學派,他用演繹法證明了直角三角形斜邊平方等於兩直角邊平方之和
勾股各自乘,並之為玄實。開方除之,即玄。案玄圖有可以勾股相乘為朱實二,倍之為朱實四。以勾股之差自相乘為中黃實。加差實亦成玄實。以差實減玄實,半其餘。以差為從法,開方除之,復得勾矣。加差於勾即股。凡並勾股之實,即成玄實。或矩於內,或方於外。形詭而量均,體殊而數齊。勾實之矩以股玄差為廣,股玄並為袤。而股實方其里。減矩勾之實於玄實,開其餘即股。倍股在兩邊為從法,開矩勾之角即股玄差。加股為玄。以差除勾實得股玄並。以並除勾實亦得股玄差。令並自乘與勾實為實。倍並為法。所得亦玄。勾實減並自乘,如法為股。股實之矩以勾玄差為廣,勾玄並為袤。而勾實方其里,減矩股之實於玄實,開其餘即勾。倍勾在兩邊為從法,開矩股之角,即勾玄差。加勾為玄。以差除股實得勾玄並。以並除股實亦得勾玄差。令並自乘與股實為實。倍並為法。所得亦玄。股實減並自乘如法為勾,兩差相乘倍而開之,所得以股玄差增之為勾。以勾玄差增之為股。兩差增之為玄
❼ 勾股定理相關知識
勾股定理的定義是:
在平面上的一個直角三角形中,兩個直角邊邊長的平方加起來等於斜邊長的平方。如果設直角三角形的兩條直角邊長度分別是a和b,斜邊長度是c,則有:a²+b²=c².
勾股定理是餘弦定理中的一個特例。
勾股數組
勾股數組是滿足勾股定理a²+b²=c²的正整數組(a,b,c),其中的a,b,c稱為勾股數。例如(3,4,5)就是一組勾股數組。任意一組勾股數(a,b,c),可以表示為如下形式:a=k(m²-n²),b=2km,c=k(m²+n²),其中k,m,n均為正整數,且m>n。
定理用途
已知直角三角形兩邊求解第三邊,或者已知三角形的三邊長度,證明該三角形為直角三角形或用來證明該三角形內兩邊垂直。利用勾股定理求線段長度這是勾股定理的最基本運用。
❽ 關於勾股定理的小故事
在中國古代大約是西漢的數學著作《周髀算經》中記錄著商高同周公的一段對話。周公問商高:「天不可階而升,地不可將盡寸而度。」天的高度和地面的一些測量的數字是怎麼樣得到的呢?
商高說:「故折矩以為勾廣三,股修四,經隅五。」
在中國古代,人們把彎曲成直角的手臂的上半部分稱為「勾」,下半部分稱為「股」。商高答話的意思是:當直角三角形的兩條直角邊分別為3(短邊)和4(長邊)時,徑隅(就是弦)則為5。以後人們就簡單地把這個事實說成「勾三股四弦五」。由於勾股定理的內容最早見於商高的話中,所以人們就把這個定理叫做「商高定理」。
最早應用:
從很多泥板記載表明,巴比倫人是世界上最早發現「勾股定理」的,這里只舉一例。例如公元前1700年的一塊泥板(編號為BM85196)上第九題,大意為「有一根長為5米的木樑(AB)豎直靠在牆上,上端(A)下滑一米至D。問下端(C)離牆根(B)多遠?」
他們解此題就是用了勾股定理,設AB=CD=l=5米,BC=a,AD=h=1米,則BD=l-h=5-1米=4米 ∵a=√[l2-(l-h)2]=√[52-(5-1)2]=3米,∴三角形BDC正是以3、4、5為邊的勾股三角形。
《周髀算經》中勾股定理的公式與證明《周髀算經》算經十書之一。約成書於公元前二世紀,原名《周髀》,它是中國最古老的天文學著作,主要闡明當時的蓋天說和四分歷法。唐初規定它為國子監明算科的教材之一,故改名《周髀算經》。
首先,《周髀算經》中明確記載了勾股定理的公式:「若求邪至日者,以日下為勾,日高為股,勾股各自乘,並而開方除之,得邪至日」(《周髀算經》上卷二) 而勾股定理的證明呢,就在《周髀算經》上卷一—— 昔者周公問於商高曰:「竊聞乎大夫善數也,請問昔者包犧立周天歷度——夫天可不階而升,地不可得尺寸而度,請問數安從出?」
商高曰:「數之法出於圓方,圓出於方,方出於矩,矩出於九九八十一。故折矩,以為勾廣三,股修四,徑隅五。既方之,外半其一矩,環而共盤,得成三四五。兩矩共長二十有五,是謂積矩。故禹之所以治天下者,此數之所生也。」周公對古代伏羲(包犧)構造周天歷度的事跡感到不可思議(天不可階而升,地不可得尺寸而度),就請教商高數學知識從何而來。於是商高以勾股定理的證明為例,解釋數學知識的由來。
參考鏈接:勾股定理的逆定理-網路 勾股定理-網路
❾ 關於勾股定理的人物有哪些
在西方有文字記載的最早的證明是畢達哥拉斯給出的。據說當他證明了勾股定理以後,欣喜若狂,殺牛百頭,以示慶賀。故西方亦稱勾股定理為「百牛定理」。遺憾的是,畢達哥拉斯的證明方法早已失傳,我們無從知道他的證法。歐幾里得在他的《幾何原本》中給出了勾股定理的推廣定理:「直角三角形斜邊上的一個直邊形,其面積為兩直角邊上兩個與之相似的直邊形面積之和」。 有資料表明,關於勾股定理的證明方法已有500餘種,僅我國清末數學家華蘅芳就提供了二十多種精彩的證法。這是任何定理無法比擬的。