2016年3月4日 星期五

勾股定理


英语:Pythagorean theorem)又称商高定理畢達哥拉斯定理毕氏定理百牛定理,是平面几何中一个基本而重要的定理。勾股定理说明,平面上的直角三角形的两条直角边的长度(古称勾长、股长)的平方和等于斜边长(古称弦长)的平方。反之,若平面上三角形中两边长的平方和等于第三边边长的平方,则它是直角三角形(直角所对的边是第三边)。
勾股定理 是人类早期发现并证明的重要数学定理之一。
据《周髀算經》中记述,公元前一千多年周公商高论数的对话中,商高就以三四五3个特定数为例详细解释了勾股定理要素,其一,“以为句广三,股修四,径隅五”。其二,“既方其外,半之一矩,环而共盘,得成三四五。两矩共长二十有五,是谓积矩。”首先肯定一个底宽为三,高为四的直角三角形,弦长必定是五。最重要的是紧接着论证了弦长平方必定是两直角边的平方和,确立了直角三角形两条直角边的平方和等于斜边平方的判定原则。其判定方法后世不明其法而被忽略。[1]
此外,《周髀算经》中明确记载了周公后人陈子叙述的勾股定理公式:“若求邪至日者,以日下为勾,日高为股,勾股各自乘,并而开方除之,得邪至日”。
赵爽在《周髀算經注》中将勾股定理表述为“勾股各自乘,并之,为弦实。开方除之,即弦。”。
古埃及公元前2600年的纸莎草就有(3,4,5)这一组勾股数,而古巴比伦泥板涉及的最大的一个勾股数组是(18541,12709,13500)。
古希腊发现勾股定理的是毕达哥拉斯,所以勾股定理又称畢達哥拉斯定理。據說畢達哥拉斯證明了這個定理後,即斬了百頭作慶祝(百牛大祭),因此又稱百牛定理。但这个说法显然是以讹传讹,众所周知毕达哥拉斯主义者在古代以素食闻名。[2]
有些參考資料提到法国和比利時將勾股定理称为驴桥定理,但驴桥定理就是等邊對等角,是指等腰三角形的二底角相等,非勾股定理

定理

在平面上的一個直角三角形中,两个直角边边长的平方加起来等于斜邊长的平方。如果设直角三角形的两条直角边长度分别是a和b,斜边长度是c,那么可以用数学语言表达:
a^2+b^2=c^2
勾股定理是餘弦定理中的一個特例[4]。勾股定理現約有400種證明方法,是數學定理中證明方法最多的定理之一[5]

其他形式[编辑]

如果c是斜邊的長度而a和b是另外兩條邊的長度,勾股定理可以寫成:
a^2 + b^2 = c^2\,
如果a和b知道,c可以這樣寫:
 c = \sqrt{a^2 + b^2}. \,
如果斜邊的長度c和其中一條邊(a或b)知道,那另一邊的長度可以這樣計算:
a = \sqrt{c^2 - b^2}. \,
b = \sqrt{c^2 - a^2}. \,

勾股數组[编辑]

勾股数组是滿足勾股定理a^2 + b^2 = c^2正整數(a,b,c),其中的a,b,c称为勾股数。例如(3,4,5)就是一組勾股數組。
任意一组勾股数(a,b,c)可以表示为如下形式:a=k(m^2-n^2), b=2kmn, c=k(m^2+n^2),其中k, m,n\in \mathbb{N*},m>n



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