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勾股定理的16種證明法

證法1(課本的證明)做8個全等的直角三角形,設它們的兩條直角邊長分別為a、b,斜邊長為c,再做三個邊長分別為a、b、c的正方形,把它們像上圖那樣拼成兩個正方形.?從圖上可以看到,這兩個正方形的邊長都是a

+ b,所以面積相等. 即a?+b?+4x1/2ab=c?+4x1/2ab, 整理得a?+b?=c?。

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2

證法2(鄒元治證明)以a、b

為直角邊,以c為斜邊做四個全等的直角三角形,則每個直角三角1ab2形的面積等於.

把這四個直角三角形拼成如圖所示形狀,使A、E、B三點在壹條直線上,B、F、C三點在壹條直線上,C、G、D三點在壹條直線上. ∵ RtΔHAE ≌

RtΔEBF, ∴ ∠AHE = ∠BEF.∵ ∠AEH + ∠AHE = 90o, ∴ ∠AEH + ∠BEF = 90o. ∴ ∠HEF =

180o―90o= 90o.∴ 四邊形EFGH是壹個邊長為c的正方形. 它的面積等於c2. ∵ RtΔGDH ≌ RtΔHAE,∴ ∠HGD =

∠EHA. ∵ ∠HGD + ∠GHD = 90o,∴ ∠EHA + ∠GHD = 90o.又∵ ∠GHE = 90o,∴ ∠DHA =

90o+ 90o= 180o.∴ ABCD是壹個邊長為a + b的正方形,它的面積等於(a+b)?.∴(a+b)?=4x1/2ab+c?∴

a?+b?=c?。

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3

證法3(趙爽證明)以a、b

為直角邊(b>a), 以c為斜 邊作四個全等的直角三角形,則每個直角 1ab2三角形的面積等於. 把這四個直角三角形拼成如圖所示形狀. ∵

RtΔDAH ≌ RtΔABE,∴ ∠HDA = ∠EAB.∵ ∠HAD + ∠HAD = 90o,∴ ∠EAB + ∠HAD = 90o,

2∴ ABCD是壹個邊長為c的正方形,它的面積等於c.∵ EF = FG =GH =HE = b―a ,∠HEF = 90o.∴

EFGH是壹個邊長為b―a的正方形,它的面積等於(b-a)?.∴(b-a)?=4x1/2ab+c?∴ a?+b?=c?。

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4

證法4(1876年美國總統Garfield證明)以a、b

為直角邊,以c為斜邊作兩個全等的直角三角形,則每個直角三角1ab形的面積等於2.

把這兩個直角三角形拼成如圖所示形狀,使A、E、B三點在壹條直線上. ∵ RtΔEAD ≌ RtΔCBE,∴ ∠ADE = ∠BEC. ∵

∠AED + ∠ADE = 90o, ∴ ∠AED + ∠BEC = 90o.∴ ∠DEC = 180o―90o= 90o. ∴

ΔDEC是壹個等腰直角三角形, 12c2它的面積等於.又∵ ∠DAE = 90o, ∠EBC = 90o,∴ AD∥BC.∴

ABCD是壹個直角梯形,它的面積等於1/2(a+b)?.∴1/2(a+b)?=2x1/2ab+1/2c?∴ a?+b?=c?。

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5

證法5(梅文鼎證明)做四個全等的直角三角形,設它們的兩條直角邊長分別為a、b

,斜邊長為c. 把它們拼成如圖那樣的壹個多邊形,使D、E、F在壹條直線上. 過C作AC的延長線交DF於點P.∵ D、E、F在壹條直線上,

且RtΔGEF ≌ RtΔEBD,∴ ∠EGF = ∠BED,∵ ∠EGF + ∠GEF = 90°, ∴ ∠BED + ∠GEF =

90°,∴ ∠BEG =180o―90o= 90o. 又∵ AB = BE = EG = GA = c,∴ ABEG是壹個邊長為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是壹個邊長為a的正方形.同理,HPFG是壹個邊長為b的正方形.設多邊形GHCBE的面積為S,則a?+b?=S+2x1/2ab,c?=S+2x1/2ab∴a?+b?=c?.

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6

證法6(項明達證明)做兩個全等的直角三角形,設它們的兩條直角邊長分別為a、b(b>a)

,斜邊長為c. 再做壹個邊長為c的正方形. 把它們拼成如圖所示的多邊形,使E、A、C三點在壹條直線上. 過點Q作QP∥BC,交AC於點P.

過點B作BM⊥PQ,垂足為M;再過點F作FN⊥PQ,垂足為N. ∵ ∠BCA = 90o,QP∥BC, ∴ ∠MPC = 90o, ∵

BM⊥PQ, ∴ ∠BMP = 90o, ∴ BCPM是壹個矩形,即∠MBC = 90o. ∵ ∠QBM + ∠MBA = ∠QBA =

90o,∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90o, ∴ ∠QBM = ∠ABC,又∵ ∠BMP = 90o,∠BCA = 90o,BQ =

BA = c,∴ RtΔBMQ ≌ RtΔBCA.同理可證RtΔQNF ≌ RtΔAEF.從而將問題轉化為證法4(梅文鼎證明).

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證法7(歐幾裏得證明)做三個邊長分別為a、b、c的正方形,把它們拼成如圖所示形狀,使H、C、B三點在壹條直線上,連結

BF、CD. 過C作CL⊥DE,交AB於點M,交DE於點L. K∵ AF = AC,AB = AD, ∠FAB = ∠GAD, ∴ ΔFAB ≌

ΔGAD, 12a∵ ΔFAB的面積等於2,ΔGAD的面積等於矩形ADLM的面積的壹半,?∴ 矩形ADLM的面積

=a?同理可證,矩形MLEB的面積 =b?.∵ 正方形ADEB的面積 = 矩形ADLM的面積 + 矩形MLEB的面積∴ c?=a?+b? 。

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證法8(利用相似三角形性質證明)如圖,在RtΔABC中,設直角邊AC、BC的長度分別為a、b,斜邊AB的長為c,過點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.同理可證,ΔCDB ∽ ΔACB,從而有 BC?=BDxAB.∴ AC?+BC?=(AD+DB)xAB=AB?,即

a?+b?=c?、

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證法9(楊作玫證明)做兩個全等的直角三角形,設它們的兩條直角邊長分別為a、b(b>a),斜邊長為c.

再做壹個邊長為c的正方形. 把它們拼成如圖所示的多邊形. 過A作AF⊥AC,AF交GT於F,AF交DT於R. 過B作BP⊥AF,垂足為P.

過D作DE與CB的延長線垂直,垂足為E,DE交AF於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 是壹個矩形,所以 RtΔAPB ≌ RtΔBCA. 即PB =CA = b,AP= a,從而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是壹個邊長為a的正方形.∴ GF = FH = a . TF⊥AF,TF = GT―GF = b―a .∴

TFPB是壹個直角梯形,上底TF=b―a,下底BP= b,高FP=a +(b―a).

用數字表示面積的編號(如圖),則以c為邊長的正方形的面積為c?=S?+S?+S?+S?+S? ①∵

S?+S?+S?=1/2[b+(b-a)]x[a+(b-a)]=b?-1/2abS?=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?.

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證法10(李銳證明)設直角三角形兩直角邊的長分別為a、b(b>a),斜邊的長為c.

做三個邊長分別為a、b、c的正方形,把它們拼成如圖所示形狀,使A、E、G三點在壹條直線上. 用數字表示面積的編號(如圖).∵ ∠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?.過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?.

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證法11(利用切割線定理證明)在

RtΔABC中,設直角邊BC = a,AC = b,斜邊AB = c. 如圖,以B為圓心a為半徑作圓,交AB及AB的延長線分別於D、E,則BD

= BE = BC = a. 因為∠BCA = 90o,點C在⊙B上,所以AC是⊙B 的切線.

由切割線定理,得AC?=AExAD=(AB+BE)(AB-BD)?=(c+a)(c-a)= c?-a?,即b?=c?-a?,∴

a?+b?=c?.

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證法12(利用多列米定理證明)在RtΔABC中,設直角邊BC

= a,AC = b,斜邊AB = c(如圖). 過點A作AD∥CB,過點B作BD∥CA,則ACBD為矩形,矩形ACBD內接於壹個圓.

根據多列米定理,圓內接四邊形對角線的乘積等於兩對邊乘積之和,有ABxDC=ADxBC+ACxBD,∵ AB = DC = c,AD = BC =

a, AC = BD = b,∴ AB?=BC?+AC?,即 c?=a?+b?.

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證法13(作直角三角形的內切圓證明)

在RtΔABC中,設直角邊BC = a,AC = b,斜邊AB = c.

作RtΔABC的內切圓⊙O,切點分別為D、E、F(如圖),設⊙O的半徑為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?.

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證法14(利用反證法證明)如圖,在RtΔABC中,設直角邊AC、BC的長度分別為a、b,斜邊AB的長為c,過點C作CD⊥AB,垂足是D.假設a?+b?不等於c?.,即假設

AC?+BC?不等於AB?,則由 AB?=ABxAB=AB(AD+BD)=ABxAD+ABxBD22可知 AC?不等於ABxAD,或者

BC?不等於ABxBD. 即 AD:AC≠AC:AB,或者 BD:BC≠BC:AB.在ΔADC和ΔACB中,∵ ∠A = ∠A, ∴ 若

AD:AC≠AC:AB,則∠ADC≠∠ACB. 在ΔCDB和ΔACB中,∵ ∠B = ∠B,∴ 若BD:BC≠BC:AB,則

∠CDB≠∠ACB.又∵ ∠ACB = 90o,∴ ∠ADC≠90o,∠CDB≠90o.這與作法CD⊥AB矛盾.

所以,AC?+BC?=AB?的假設不能成立.∴ a?+b?=c?

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證法15(辛蔔松證明)設直角三角形兩直角邊的長分別為a、b,斜邊的長為c.

作邊長是a+b的正方形ABCD.?把正方形ABCD劃分成上方左圖所示的幾個部分,則正方形ABCD(a+b)=a?+b?+2ab;把正方形ABCD劃分成上方右圖所示的幾個的面積為C部分,則正方形ABCD的面積為∴

(a+b)?=4x1/2ab+c?=2ab+c?,∴ a?+b?+2ab=2ab+c?.∴a?+b?=c?.

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證法16(陳傑證明)設直角三角形兩直角邊的長分別為a、b(b>a),斜邊的長為c.

做兩個邊長分別為a、b的正方形(b>a),把它們拼成如圖所示形狀,使E、H、M三點在壹條直線上. 用數字表示面積的編號(如圖). 在EH

= b上截取ED = a,連結DA、DC,則 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,則ABCD是壹個邊長為c的正方形.∵ ∠BAF + ∠FAD = ∠DAE + ∠FAD = 90o,∴

∠BAF=∠DAE.連結FB,在ΔABF和ΔADE中,∵ AB =AD = c,AE = AF = b,∠BAF=∠DAE,∴ ΔABF ≌

ΔADE.∴ ∠AFB = ∠AED = 90o,BF = DE = a.∴ 點B、F、G、H在壹條直線上.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?.

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