勾股定理是如何被发现的 勾股定理的发现与证明

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勾股定理是初中数学八年级要学习的内容,它讲的是一个直角三角形的两条直角边的平方和等于斜边的平方 。 根据汉朝的数学书《周髀算经》记载,早在公元前1000年的时候,周公和商高这两个人就谈到了“勾三股四弦五”,因此教科书中讲是中国人商高最早提出了这个定理,于是称之为勾股定理或商高定理 。 而在国际上,大家更习惯称这个定理为“毕达哥拉斯定理”,因为是毕达哥拉斯运用逻辑推理的方式证明了这个定理 。
我今天倒不是要跟你掰扯,说一说这个定理到底叫什么,或者说是谁发明的,而是要去思考另外一个更有意义的问题:毕达哥拉斯在发现并证明这个定理的过程中,是如何进行思考的?
牛顿坐在苹果树下,被苹果砸到了头 。 受到了这一现象的启发,发现了万有引力定律 。 和牛顿一样,毕达哥拉斯可能也是因为一次偶然的事情,发现在直角三角形中,如果有任意两条边确定,那么第三条边就会随之确定 。 这一现象就如同砸中牛顿的那个苹果,激起了毕达哥拉斯探究的欲望 。 他想着,直角三角形的三条边之间肯定存在着一种特殊的等量关系 。
那么,这个等量关系是什么呢?是一次等量关系、二次等量关系,还是高次等量关系?
毕达哥拉斯想:一般三角形的两边之和大于第三边,所以直角三角形的三条边a、b、c之间不可能存在稳定的一次等量关系,那么就应该从二次等量关系开始探究 。
那么,问题又来了 。 如果是二次等量关系,这个二次等量关系大概是什么样子呢?

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之间的二次等量关系?还是ab、bc、ac间的二次等量关系?或者还有可能是
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混合的二次数量关系?
该怎么办呢?毕达哥拉斯找来了几个特殊的直角三角形,经过简单的测量和计算,发现直角三角形的三条边满足:两条直角边的平方和等于斜边的平方,也就是
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接下来毕达哥拉斯是如何证明这个猜想的,大家已经都知道了,对于具体的证明过程,这里就不作详细的介绍了,如果你有兴趣,可以到百度百科作更详细的了解 。
具体的证明方法大家已经知道了,但是你有没有想过,毕达哥拉斯是怎么想到这种证明方法呢?大多数科普类的书籍上都这样记载:毕达哥拉斯有一次受邀请参加一个政要的晚会,这位主人豪华的餐厅铺着美丽的正方形大理石地砖,由于大餐迟迟不上桌,在场的贵宾都饥肠辘辘而且有些怨言;毕达哥拉斯却凝视脚下这些排列规则、美丽的方形瓷砖,他不只是欣赏瓷砖的美丽,而是想到它们和数学之间的关系,于是拿了画笔并且蹲在地板上,选了一块瓷砖,以它的对角线AB为边画一个正方形,他发现这个正方形面积恰好等于两块瓷砖的面积和 。
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他很好奇,于是再以两块瓷砖拼成的长方形的对角线再作了一个正方形,他发现这个正方形的面积等于5块瓷砖的面积 。
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于是毕达哥拉斯作了大胆的假设:任何直角三角形,其斜边的平方恰好等于另两边平方之和 。
抛开事情的真实性不说,哪里有这么巧的事 。 其实更合理的解释是这样的:毕达哥拉斯在经过观察和测量计算之后得到
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这一规律,随后便想着如何作出数学证明 。 他根据
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这些式子的结构,联想到“边长分别为a、b、c的正方形面积”,然后经过了复杂的分割,得到了这一规律的完整数学证明过程 。
勾股定理的发现与证明过程,在百度上随便一搜,就可以得到结果,为什么我们今天还要将它拿出来,专门进行说明呢?
发现并证明一个定理的价值,要远远大于知道这个定理本身 。 事实上,记住一大堆数学定理或者公式本身并没有意义,数学公式与解题方法背后暗含的处理问题的方法和思考方式,才是我们需要通过学习数学磨炼出的能力 。
而重走发现勾股定理的探索之路,在这一过程中体会古人是如何大胆的猜想、验证,并进行严谨的证明,才是真正地汲取到了古人的智慧,同时也能增强自己发现问题、分析问题和解决问题的能力,这才是我们学习数学想要达到的目的 。