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勾股定理有哪6种证明方法?(详细)

证法1(课本的证明)

做8个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a、b,斜边长为c,再做三个边长分别为a、b、c的正方形,把它们像上图那样拼成两个正方形.

从图上可以看到,这两个正方形的边长都是a + b,所以面积相等. 即

, 整理得 .

证法2(邹元治证明)

以a、b 为直角边,以c为斜边做四个全等的直角三角形,则每个直角三角形的面积等于 . 把这四个直角三角形拼成如图所示形状,使A、E、B三点在一条直线上,B、F、C三点在一条直线上,C、G、D三点在一条直线上.

∵ RtΔHAE ≌ RtΔEBF,

∴ ∠AHE = ∠BEF.

∵ ∠AEH + ∠AHE = 90?,

∴ ∠AEH + ∠BEF = 90?.

∴ ∠HEF = 180?―90?= 90?.

∴ 四边形EFGH是一个边长为c的

正方形. 它的面积等于c2.

∵ RtΔGDH ≌ RtΔHAE,

∴ ∠HGD = ∠EHA.

∵ ∠HGD + ∠GHD = 90?,

∴ ∠EHA + ∠GHD = 90?.

又∵ ∠GHE = 90?,

∴ ∠DHA = 90?+ 90?= 180?.

∴ ABCD是一个边长为a + b的正方形,它的面积等于 .

∴ . ∴ .

证法3(赵爽证明)

以a、b 为直角边(b>a), 以c为斜

边作四个全等的直角三角形,则每个直角

三角形的面积等于 . 把这四个直角三

角形拼成如图所示形状.

∵ RtΔDAH ≌ RtΔABE,

∴ ∠HDA = ∠EAB.

∵ ∠HAD + ∠HAD = 90?,

∴ ∠EAB + ∠HAD = 90?,

∴ ABCD是一个边长为c的正方形,它的面积等于c2.

∵ EF = FG =GH =HE = b―a ,

∠HEF = 90?.

∴ EFGH是一个边长为b―a的正方形,它的面积等于 .

∴ .

∴ .

证法4(1876年美国总统Garfield证明)

以a、b 为直角边,以c为斜边作两个全等的直角三角形,则每个直角三角形的面积等于 . 把这两个直角三角形拼成如图所示形状,使A、E、B三点在一条直线上.

∵ RtΔEAD ≌ RtΔCBE,

∴ ∠ADE = ∠BEC.

∵ ∠AED + ∠ADE = 90?,

∴ ∠AED + ∠BEC = 90?.

∴ ∠DEC = 180?―90?= 90?.

∴ ΔDEC是一个等腰直角三角形,

它的面积等于 .

又∵ ∠DAE = 90?, ∠EBC = 90?,

∴ AD‖BC.

∴ ABCD是一个直角梯形,它的面积等于 .

∴ .

∴ .

证法5(梅文鼎证明)

做四个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a、b ,斜边长为c. 把它们拼成如图那样的一个多边形,使D、E、F在一条直线上. 过C作AC的延长线交DF于点P.

∵ D、E、F在一条直线上, 且RtΔGEF ≌ RtΔEBD,

∴ ∠EGF = ∠BED,

∵ ∠EGF + ∠GEF = 90°,

∴ ∠BED + ∠GEF = 90°,

∴ ∠BEG =180?―90?= 90?.

又∵ AB = BE = EG = GA = c,

∴ ABEG是一个边长为c的正方形.

∴ ∠ABC + ∠CBE = 90?.

∵ RtΔABC ≌ RtΔEBD,

∴ ∠ABC = ∠EBD.

∴ ∠EBD + ∠CBE = 90?.

即 ∠CBD= 90?.

又∵ ∠BDE = 90?,∠BCP = 90?,

BC = BD = a.

∴ BDPC是一个边长为a的正方形.

同理,HPFG是一个边长为b的正方形.

设多边形GHCBE的面积为S,则

,

∴ .

证法6(项明达证明)

做两个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a、b(b>a) ,斜边长为c. 再做一个边长为c的正方形. 把它们拼成如图所示的多边形,使E、A、C三点在一条直线上.

过点Q作QP‖BC,交AC于点P.

过点B作BM⊥PQ,垂足为M;再过点

F作FN⊥PQ,垂足为N.

∵ ∠BCA = 90?,QP‖BC,

∴ ∠MPC = 90?,

∵ BM⊥PQ,

∴ ∠BMP = 90?,

∴ BCPM是一个矩形,即∠MBC = 90?.

∵ ∠QBM + ∠MBA = ∠QBA = 90?,

∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90?,

∴ ∠QBM = ∠ABC,

又∵ ∠BMP = 90?,∠BCA = 90?,BQ = BA = c,

∴ RtΔBMQ ≌ RtΔBCA.

同理可证RtΔQNF ≌ RtΔAEF.

从而将问题转化为证法4(梅文鼎证明).

证法7(欧几里得证明)

做三个边长分别为a、b、c的正方形,把它们拼成如图所示形状,使H、C、B三点在一条直线上,连结

BF、CD. 过C作CL⊥DE,

交AB于点M,交DE于点

L.

∵ AF = AC,AB = AD,

∠FAB = ∠GAD,

∴ ΔFAB ≌ ΔGAD,

∵ ΔFAB的面积等于 ,

ΔGAD的面积等于矩形ADLM

的面积的一半,

∴ 矩形ADLM的面积 = .

同理可证,矩形MLEB的面积 = .

∵ 正方形ADEB的面积

= 矩形ADLM的面积 + 矩形MLEB的面积

∴ ,即 .

证法8(利用相似三角形性质证明)

如图,在RtΔABC中,设直角边AC、BC的长度分别为a、b,斜边AB的长为c,过点C作CD⊥AB,垂足是D.

在ΔADC和ΔACB中,

∵ ∠ADC = ∠ACB = 90?,

∠CAD = ∠BAC,

∴ ΔADC ∽ ΔACB.

AD∶AC = AC ∶AB,

即 .

同理可证,ΔCDB ∽ ΔACB,从而有 .

∴ ,即 .

证法9(杨作玫证明)

做两个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a、b(b>a),斜边长为c. 再做一个边长为c的正方形. 把它们拼成如图所示的多边形. 过A作AF⊥AC,AF交GT于F,AF交DT于R. 过B作BP⊥AF,垂足为P. 过D作DE与CB的延长线垂直,垂足为E,DE交AF于H.

∵ ∠BAD = 90?,∠PAC = 90?,

∴ ∠DAH = ∠BAC.

又∵ ∠DHA = 90?,∠BCA = 90?,

AD = AB = c,

∴ RtΔDHA ≌ RtΔBCA.

∴ DH = BC = a,AH = AC = b.

由作法可知, PBCA 是一个矩形,

所以 RtΔAPB ≌ RtΔBCA. 即PB =

CA = b,AP= a,从而PH = b―a.

∵ RtΔDGT ≌ RtΔBCA ,

RtΔDHA ≌ RtΔBCA.

∴ RtΔDGT ≌ RtΔDHA .

∴ DH = DG = a,∠GDT = ∠HDA .

又∵ ∠DGT = 90?,∠DHF = 90?,

∠GDH = ∠GDT + ∠TDH = ∠HDA+ ∠TDH = 90?,

∴ DGFH是一个边长为a的正方形.

∴ GF = FH = a . TF⊥AF,TF = GT―GF = b―a .

∴ TFPB是一个直角梯形,上底TF=b―a,下底BP= b,高FP=a +(b―a).

用数字表示面积的编号(如图),则以c为边长的正方形的面积为

∵ = ,

∴ = . ②

把②代入①,得

= = .

∴ .

证法10(李锐证明)

设直角三角形两直角边的长分别为a、b(b>a),斜边的长为c. 做三个边长分别为a、b、c的正方形,把它们拼成如图所示形状,使A、E、G三点在一条直线上. 用数字表示面积的编号(如图).

∵ ∠ TBE = ∠ABH = 90?,

∴ ∠TBH = ∠ABE.

又∵ ∠BTH = ∠BEA = 90?,

BT = BE = b,

∴ RtΔHBT ≌ RtΔABE.

∴ HT = AE = a.

∴ GH = GT―HT = b―a.

又∵ ∠GHF + ∠BHT = 90?,

∠DBC + ∠BHT = ∠TBH + ∠BHT = 90?,

∴ ∠GHF = ∠DBC.

∵ DB = EB―ED = b―a,

∠HGF = ∠BDC = 90?,

∴ RtΔHGF ≌ RtΔBDC. 即 .

过Q作QM⊥AG,垂足是M. 由∠BAQ = ∠BEA = 90?,可知 ∠ABE

= ∠QAM,而AB = AQ = c,所以RtΔABE ≌ RtΔQAM . 又RtΔHBT ≌

RtΔABE. 所以RtΔHBT ≌ RtΔQAM . 即 .

由RtΔABE ≌ RtΔQAM,又得QM = AE = a,∠AQM = ∠BAE.

∵ ∠AQM + ∠FQM = 90?,∠BAE + ∠CAR = 90?,∠AQM = ∠BAE,

∴ ∠FQM = ∠CAR.

又∵ ∠QMF = ∠ARC = 90?,QM = AR = a,

∴ RtΔQMF ≌ RtΔARC. 即 .

∵ , , ,

又∵ , , ,

=

= ,

即 .

证法11(利用切割线定理证明)

在RtΔABC中,设直角边BC = a,AC = b,斜边AB = c. 如图,以B为圆心a为半径作圆,交AB及AB的延长线分别于D、E,则BD = BE = BC = a. 因为∠BCA = 90?,点C在⊙B上,所以AC是⊙B 的切线. 由切割线定理,得

=

=

= ,

即 ,

∴ .

证法12(利用多列米定理证明)

在RtΔABC中,设直角边BC = a,AC = b,斜边AB = c(如图). 过点A作AD‖CB,过点B作BD‖CA,则ACBD为矩形,矩形ACBD内接于一个圆. 根据多列米定理,圆内接四边形对角线的乘积等于两对边乘积之和,有

∵ AB = DC = c,AD = BC = a,

AC = BD = b,

∴ ,即 ,

∴ .

证法13(作直角三角形的内切圆证明)

在RtΔABC中,设直角边BC = a,AC = b,斜边AB = c. 作RtΔABC的内切圆⊙O,切点分别为D、E、F(如图),设⊙O的半径为r.

∵ AE = AF,BF = BD,CD = CE,

= = r + r = 2r,

即 ,

∴ .

∴ ,

即 ,

∵ ,

∴ ,

又∵ = =

= = ,

∴ ,

∴ ,

∴ , ∴ .

证法14(利用反证法证明)

如图,在RtΔABC中,设直角边AC、BC的长度分别为a、b,斜边AB的长为c,过点C作CD⊥AB,垂足是D.

假设 ,即假设 ,则由

= =

可知 ,或者 . 即 AD:AC≠AC:AB,或者 BD:BC≠BC:AB.

在ΔADC和ΔACB中,

∵ ∠A = ∠A,

∴ 若 AD:AC≠AC:AB,则

∠ADC≠∠ACB.

在ΔCDB和ΔACB中,

∵ ∠B = ∠B,

∴ 若BD:BC≠BC:AB,则

∠CDB≠∠ACB.

又∵ ∠ACB = 90?,

∴ ∠ADC≠90?,∠CDB≠90?.

这与作法CD⊥AB矛盾. 所以, 的假设不能成立.

∴ .

证法15(辛卜松证明)

设直角三角形两直角边的长分别为a、b,斜边的长为c. 作边长是a+b的正方形ABCD. 把正方形ABCD划分成上方左图所示的几个部分,则正方形ABCD的面积为 ;把正方形ABCD划分成上方右图所示的几个部分,则正方形ABCD的面积为 = .

∴ ,

∴ .

证法16(陈杰证明)

设直角三角形两直角边的长分别为a、b(b>a),斜边的长为c. 做两个边长分别为a、b的正方形(b>a),把它们拼成如图所示形状,使E、H、M三点在一条直线上. 用数字表示面积的编号(如图).

在EH = b上截取ED = a,连结DA、DC,

则 AD = c.

∵ EM = EH + HM = b + a , ED = a,

∴ DM = EM―ED = ―a = b.

又∵ ∠CMD = 90?,CM = a,

∠AED = 90?, AE = b,

∴ RtΔAED ≌ RtΔDMC.

∴ ∠EAD = ∠MDC,DC = AD = c.

∵ ∠ADE + ∠ADC+ ∠MDC =180?,

∠ADE + ∠MDC = ∠ADE + ∠EAD = 90?,

∴ ∠ADC = 90?.

∴ 作AB‖DC,CB‖DA,则ABCD是一个边长为c的正方形.

∵ ∠BAF + ∠FAD = ∠DAE + ∠FAD = 90?,

∴ ∠BAF=∠DAE.

连结FB,在ΔABF和ΔADE中,

∵ AB =AD = c,AE = AF = b,∠BAF=∠DAE,

∴ ΔABF ≌ ΔADE.

∴ ∠AFB = ∠AED = 90?,BF = DE = a.

∴ 点B、F、G、H在一条直线上.

在RtΔABF和RtΔBCG中,

∵ AB = BC = c,BF = CG = a,

∴ RtΔABF ≌ RtΔBCG.

∵ , , ,

=

=

=

∴ .