1. 毕达哥拉斯定理的表述
毕达哥拉斯定理是指在直角三角形中,直角边的平方等于两条直角边长度平方的和。即 a2 + b2 = c2,其中 c 表示斜边,a 和 b 表示两条直角边。
2. 毕达哥拉斯定理的证明
毕达哥拉斯定理有多种证明方法,这里介绍一种初学者易懂的证明方法。
假设有一个直角三角形 BC,其中 ∠C 是直角,B = c,C = b,BC = a。我们可以将三角形 BC 沿 C 边的中垂线 CD 折成两个直角三角形 CD 和 BCD,如下图所示。
由于 CD 是 C 的中垂线,所以 D = DB = b/2。同理,CD 是 BC 的中垂线,所以 BD = DC = a/2。根据勾股定理,我们可以得到
D2 = C2 - CD2,即 b2 = c2 - CD2
BD2 = BC2 - CD2,即 a2 = c2 - CD2
将以上两个式子相加,可以得到
a2 + b2 = c2 - CD2 + c2 - CD2
a2 + b2 = 2c2 - 2CD2
由于 CD 是 C 和 BC 的中垂线,所以 CD 与 B 垂直,即 ∠CD = ∠BCD = 90°。因此,四边形 CBD 是一个菱形,CD 是菱形的对角线。根据菱形对角线定理,可以得到
2CD2 = C2 + BC2
将上式代入 a2 + b2 = 2c2 - 2CD2 中,得到
a2 + b2 = 2c2 - 2(CD2)
a2 + b2 = 2c2 - (C2 + BC2)
a2 + b2 = c2
因此,我们证明了毕达哥拉斯定理。
3. 毕达哥拉斯定理的应用
毕达哥拉斯定理在初中数学中有广泛的应用,例如
(1)求三角形的周长和面积
(2)判断三角形是否为直角三角形
(3)求解勾股数(即能 a2 + b2 = c2 的正整数 a、b、c)
(4)应用于勾股数的应用题,如求短路径、短距离等。
总之,毕达哥拉斯定理是初中数学中的重要定理,掌握了该定理的证明方法和应用,有助于更好解三角形的性质和应用。