勾股定理是一个基本的平面几何定理,也是数学中最重要的定理之一。在初中的数学课程中,大家都是学过的。其实勾股定理有很多种方式证明哦,下面小编就整理了勾股定理16种经典证明方法,经典不容错过哦!
【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a+b+4x1/2ab=c+4x1/2ab, 整理得a+b=c。
【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1ab2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 = 90o, ∴ ∠AEH + ∠BEF = 90o. ∴ ∠HEF = 180o―90o= 90o.
∴ 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 = 90o,
∴ ∠EHA + ∠GHD = 90o.
又∵ ∠GHE = 90o,
∴ ∠DHA = 90o+ 90o= 180o.
∴ ABCD是一个边长为a + b的正方形,它的面积等于(a+b).
∴(a+b)=4x1/2ab+c
∴ a+b=c。
【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 1ab2三角形的面积等于. 把这四个直角三
角形拼成如图所示形状. ∵ RtΔDAH ≌ RtΔABE,
∴ ∠HDA = ∠EAB.
∵ ∠HAD + ∠HAD = 90o,
∴ ∠EAB + ∠HAD = 90o, 2∴ ABCD是一个边长为c的正方形,它的面积等于c.
∵ EF = FG =GH =HE = b―a ,
∠HEF = 90o.
∴ EFGH是一个边长为b―a的正方形,它的面积等于(b-a).
∴(b-a)=4x1/2ab+c
∴ a+b=c。
【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1ab形的面积等于2. 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 = 90o, ∴ ∠AED + ∠BEC = 90o.
∴ ∠DEC = 180o―90o= 90o. ∴ ΔDEC是一个等腰直角三角形, 12c2它的面积等于.
又∵ ∠DAE = 90o, ∠EBC = 90o,
∴ AD∥BC.
∴ ABCD是一个直角梯形,它的面积等于1/2(a+b).
∴1/2(a+b)=2x1/2ab+1/2c
∴ a+b=c。
【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 =180o―90o= 90o. 又∵ AB = BE = EG = GA = c,
∴ ABEG是一个边长为c的正方形. ∴ ∠ABC + ∠CBE = 90o.
∵ RtΔABC ≌ RtΔEBD,
∴ ∠ABC = ∠EBD. ∴ ∠EBD + ∠CBE = 90o. 即 ∠CBD= 90o. 又∵ ∠BDE = 90o,∠BCP = 90o, 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
a+b=S+2x1/2ab,
c=S+2x1/2ab
∴a+b=c.
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 = 90o,QP∥BC, ∴ ∠MPC = 90o, ∵ BM⊥PQ, ∴ ∠BMP = 90o, ∴ BCPM是一个矩形,即∠MBC = 90o. ∵ ∠QBM + ∠MBA = ∠QBA = 90o,
∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90o, ∴ ∠QBM = ∠ABC,
又∵ ∠BMP = 90o,∠BCA = 90o,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. K∵ AF = AC,AB = AD, ∠FAB = ∠GAD, ∴ ΔFAB ≌ ΔGAD, 12a∵ ΔFAB的面积等于2,
ΔGAD的面积等于矩形ADLM
的面积的一半,
∴ 矩形ADLM的面积 =a
同理可证,矩形MLEB的面积 =b.
∵ 正方形ADEB的面积 = 矩形ADLM的面积 + 矩形MLEB的面积
∴ c=a+b 。
【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 = 90o,
∠CAD = ∠BAC, ∴ ΔADC ∽ ΔACB.
AD∶AC = AC ∶AB,
即 AC=ADXAB.
同理可证,ΔCDB ∽ ΔACB,从而有 BC=BDxAB.
∴ AC+BC=(AD+DB)xAB=AB,即 a+b=c、
【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 = 90o,∠PAC = 90o,
∴ ∠DAH = ∠BAC. 又∵ ∠DHA = 90o,∠BCA = 90o, 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 = 90o,∠DHF = 90o,
∠GDH = ∠GDT + ∠TDH = ∠HDA+ ∠TDH = 90o,
∴ 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
c=S+S+S+S+S ①
∵ S+S+S=1/2[b+(b-a)]x[a+(b-a)]=b-1/2ab
S=S+S
∴S+S=b-1/2ab-S=b-S-S ②
把②代入①,得
C=S+S+b-S-S+S+S
=b+S+S=b+a
∴ a+b=c.
【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 = 90o, ∴ ∠TBH = ∠ABE. R又∵ ∠BTH = ∠BEA = 90o,
BT = BE = b, ∴ RtΔHBT ≌ RtΔABE. ∴ HT = AE = a. ∴ GH = GT―HT = b―a. 又∵ ∠GHF + ∠BHT = 90o, ∠DBC + ∠BHT = ∠TBH + ∠
∴ ∠GHF = ∠DBC. ∵ DB = EB―ED = b―a,
∠HGF = ∠BDC = 90o,
∴ RtΔHGF ≌ RtΔBDC. 即 S=S.
过Q作QM⊥AG,垂足是M. 由∠BAQ = ∠BEA = 90o,可知 ∠ABE
= ∠QAM,而AB = AQ = c,所以RtΔABE ≌ RtΔQAM . 又RtΔHBT ≌ RtΔABE. 所以RtΔHBT ≌ RtΔQAM . 即 S=S.
由RtΔABE ≌ RtΔQAM,又得QM = AE = a,∠AQM = ∠BAE.
∵ ∠AQM + ∠FQM = 90o,∠BAE + ∠CAR = 90o,∠AQM = ∠BAE, ∴ ∠FQM = ∠CAR.
又∵ ∠QMF = ∠ARC = 90o,QM = AR = a,
∴ RtΔQMF ≌ RtΔARC. 即S=S.
C=S+S+S+S+S, a=S+S b=S+S+S,
又∵ S=S,S=S,S=S,
∴a+b=S+S+S+S+S
=S+S+S+S+S
=c,
即 a+b=c.
【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 = 90o,点C在⊙B上,所以AC是⊙B 的切线. 由切割线定理,得
AC=AExAD
=(AB+BE)(AB-BD)
=(c+a)(c-a)
= c-a,
即b=c-a,∴ a+b=c.
【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
ABxDC=ADxBC+ACxBD,
∵ AB = DC = c,AD = BC = a, AC = BD = b,
∴ AB=BC+AC,即 c=a+b.
【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,
∴ AC+BC-AB=(AE+CE)+(BD+CD)-(AF+BF)
= CE+CD= r + r = 2r,
即 a+b-c=2r,
∴ a+b=2r+c.
∴(a+b)=(2r+c)
即a+b+2ab=4(r+rc)+c
∵ S△ABE=1/2ab,
∴ 2ab=4S△ABE,
又∵ S△ABE=S△AOB+S△BOC+S△AOC =1/2cr+1/2ar+1/2br=1/2(a+b+c)r
=1/2(2r+c+c)r=r+rc,
∴4(r+rc)=4S△ABC,
∴4(r+rc= 2ab
∴a+b+2ab=2ab+c,
∴ a+b=c.
【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a+b不等于c.,即假设 AC+BC不等于AB,则由 AB=ABxAB=AB(AD+BD)=ABxAD+ABxBD
22可知 AC不等于ABxAD,或者 BC不等于ABxBD. 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 = 90o,
∴ ∠ADC≠90o,∠CDB≠90o.
这与作法CD⊥AB矛盾. 所以,AC+BC=AB的假设不能成立.
∴ a+b=c
【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
(a+b)=a+b+2ab;
把正方形ABCD划分成上方右图所示的几个的面积为C部分,则正方形ABCD的面积为
∴ (a+b)=4x1/2ab+c=2ab+c,
∴ a+b+2ab=2ab+c.
∴a+b=c.
【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, ∴(b+a) DM = EM―ED = (b+a)―a = b.
又∵ ∠CMD = 90o,CM = a, ∠AED = 90o, AE = b,
∴ RtΔAED ≌ RtΔDMC.
∴ ∠EAD = ∠MDC,DC = AD = c.
∵ ∠ADE + ∠ADC+ ∠MDC =180o, M∠ADE + ∠MDC = ∠ADE + ∠EAD = 90o,
∴ ∠ADC = 90o.
∴ 作AB∥DC,CB∥DA,则ABCD是一个边长为c的正方形.
∵ ∠BAF + ∠FAD = ∠DAE + ∠FAD = 90o,
∴ ∠BAF=∠DAE.
连结FB,在ΔABF和ΔADE中,
∵ AB =AD = c,AE = AF = b,∠BAF=∠DAE,
∴ ΔABF ≌ ΔADE.
∴ ∠AFB = ∠AED = 90o,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 .
∵c=S+S+S+S b=S+S+S a=S+S
S=S=S=S+S,
∴a+b=S+S+S+S+S
=S+S+S+(S+S)
=S+S+S+S
=c
∴ a+b=c.