關於勾股定理,你不知道的N個事實

2021-01-09 中學數學精準輔導

費馬在《算術》這本書裡寫出了一條美妙的結論:已經知道根據勾股定理,任意三角形的兩條直角邊長a,b和斜邊長c都是含三個未知數的方程a2+b2=c2的一組解,而每一組勾股數都是這個方程的正整數解。

最直觀簡單縷一下,可以這樣展示。

勾股定理是什麼

勾股定理從何而來

勾股定理如何巧妙證明呢

先看一個直觀的證明吧

青朱出如圖(富有東方智慧):原著中並無一個文字,揭示數形關係。

2.趙爽弦圖(趙爽勾股圓方圖)

3.鄒元治證明:

5.歐幾裡得證明(思維奇妙):

6.達文西證明(畫家的數學思維):

常見的還有傳說中「畢達哥拉斯的證法」、「總統證法」(美國第20任總統加菲爾德的證法)、「辛卜松證法」等。

勾股定理的推廣有哪些

眾多領域奇特應用

除此之外,這個定理甚至還能應用到一些你無法想像的領域,邊長的「長度」可以是距離,能量,工作,時間,甚至是在社交網絡中的人們...

1.社交網絡

麥卡福定理(Metcalfe's Law),說網絡的價值與 n(關係的數量)有關。如下所示:

50M的網絡= 40M的網絡+ 30M的網絡。

令人驚訝的是,第二項網絡與第三項網絡共有 70M 的人,但是它們並不是簡單的相加,反倒是與一個有五千萬人的網絡價值相當。

2.表面積

球面的表面積是 4πr。所以就有:半徑為50的球面積= 半徑為40的球面積+ 半徑為30的球面積

我們並不經常用到球面積,但是船身有著一樣的關係。船身就像是畸形化的球面,對吧?

假設船隻的形狀都相似,給50英尺的遊艇噴漆所用的顏料正好可以給40英尺與30英尺的遊艇噴漆!

3.物理學

如果你還記得在物理課上學過的,一個質量為m,速度為v的物體的動能等於mv /2。

因此有:500邁的能量=400邁的能量+ 300邁的能量。

加速一個子彈到500邁的能量,可以把兩個同樣的子彈分別加速到400邁與300邁。......

總而言之,勾股定理絕非表面那麼淺顯,這個定理還有許多有意思的地方等著我們去發掘呢~,其實,往往也是那些看似簡單的公式定理,最能推動這個世界的發展,而那些看起來枯燥無味的定義,背後往往也有一個鮮為人知的趣事。

結束語

勾股定理是初等幾何中最精彩、最著名、最有用的定理.它的重要意義表現在哪些方面呢?有專家是這樣說的:

1.它的證明是論證幾何的發端;

2.它是歷史第一個把數與形聯繫起來的定理,即它是第一個把幾何與代數聯繫起來的定理;

3.它導致了無理數的發現,引起第一次數學危機,大大加深了人們對數的理解;

4.勾股定理是歷史上第一個給出了完全解答的不定方程.它引出了費馬大定理;

5.它是歐氏幾何的基礎定理,並有巨大的實用價值.

這條定理不僅在幾何學中是一顆光彩奪目的明珠,被譽為「幾何學的基石」,而且在高等數學和其他科學領域也有著廣泛的應用.

1971年5月15日,尼加拉瓜發行了一套題為「改變世界面貌的十個數學公式」郵票,這十個數學公式由著名數學家選出的,勾股定理是其中之首.

今天世界上許多科學家都在試探尋找與其他星球「人」交流的「語言」,我國著名數學家華羅庚曾建議,發射勾股定理的圖形,如果宇宙「人」也擁有文明的話,他們應該能識別這種「語言」.可見勾股定理的重要意義.

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