17.2

勾股定理的证明

通过拼图、面积或代数恒等式说明勾股定理,体会数形结合的证明方法。

11 分钟勾股定理
本文章目录

01 · 出发点

从“勾股定理的证明”中的对象与问题出发

建立直角三角形三边的数量关系,并利用逆定理判断直角。

具体到“勾股定理的证明”,先辨认题目中的对象、已知条件和所求结论,再判断需要计算、作图、建模还是证明。

02 · 概念

勾股定理的证明的定义、条件与表示

勾股定理可通过面积拼图证明:用若干个全等直角三角形拼成同一个大图形,以两种方式表示面积,整理后得到三边平方关系。证明的关键是拼图无缝且面积计算覆盖同一区域。

通过拼图、面积或代数恒等式说明勾股定理,体会数形结合的证明方法。

03 · 方法

构造直角三角形并核对斜边

  1. 01

    从图形中找出直角三角形;若题目是空间展开或最短路径,先展开、作高或连接端点。

  2. 02

    确定直角所对的斜边,把两直角边和斜边分别代入勾股关系或其逆定理。

  3. 03

    完成平方运算后取符合长度意义的非负值,并结合单位与实际范围解释答案。

04 · 例题

把方法落到具体问题

1用正方形拼图推出定理

四个全等直角三角形的直角边为 a,ba,b、斜边为 cc,拼成边长 a+ba+b 的正方形,中间留下边长 cc 的正方形。写出面积关系并推出结论。

  1. 1

    大正方形面积为 (a+b)2(a+b)^2

  2. 2

    四个直角三角形与中间正方形面积之和为 412ab+c2=2ab+c24\cdot\dfrac12ab+c^2=2ab+c^2

  3. 3

    令两种面积相等并展开:a2+2ab+b2=2ab+c2a^2+2ab+b^2=2ab+c^2,两边减去 2ab2ab

05 · 辨析

容易忽略的条件与边界

回看

本节小结

  • 通过拼图、面积或代数恒等式说明勾股定理,体会数形结合的证明方法。
  • 两种面积表达式相等,是因为它们计算的是相同外边界内部的面积;只比较看起来相似的图形不能直接列等式。
  • 得到 a2+b2=c2a^2+b^2=c^2,即勾股定理。