勾股定理

2014-04-17 05:17邵红能
科学24小时 2014年6期
关键词:毕达哥拉斯菲尔德直角

邵红能

勾股定理

邵红能

勾股定理是一个基本的几何定理,是用代数思想解决几何问题的重要工具之一,是余弦定理的一个特例,被称为“几何学的基石”。

勾股定理是人们认识宇宙中形的规律的自然起点,有着十分悠久的历史。关于对勾股定理的证明,世界上约有400多种方法,是数学定理中证明方法最多的。

我国是发现和研究勾股定理最古老的国家之一。据记载,公元前1000多年,商高就曾答周公:“勾广三,股修四,经隅五。”公元前7至6世纪,中国学者陈子曾经指出任意直角三角形的三边关系,即“以日下为勾,日高为股,勾、股各乘并开方除之得邪至日”。

在陈子后的100~200年时间,希腊的毕达哥拉斯也发现了这个定理。为了庆祝,毕达哥拉斯学派的人杀了100头牛酬谢、供奉神灵,因此这个定理又叫做“百牛定理”(毕达哥拉斯定理)。在法国和比利时,勾股定理又叫“驴桥定理”。此外,美国第20届总统伽菲尔德也证明过勾股定理。

1876年一个周末的傍晚,在美国首都华盛顿的郊外,有一位中年人正在散步,欣赏着黄昏的美景,他就是当时美国俄亥俄州共和党议员伽菲尔德。

走着走着,他突然发现附近的一个小石凳上,有两个小孩正在聚精会神地谈论着什么,时而大声争论,时而小声探讨。受到好奇心的驱使,伽菲尔德循声向两个小孩走去。走近后发现,其中一个小男孩正俯身用树枝在地上画一个直角三角形。于是伽菲尔德便询问他们在干什么。那个小男孩头也不抬地说:“请问先生,如果直角三角形的两条直角边分别为3和4,那么斜边长为多少呢?”伽菲尔德答道:“是5呀。”小男孩又问道:“如果两条直角边分别为5和7,那么这个直角三角形的斜边长的平方又是多少?”伽菲尔德不假思索地回答道:“那斜边的平方一定等于5的平方加上7的平方。”小男孩说:“先生,您能说出其中的道理吗?”伽菲尔德一时语塞,无法解释了,心里很不是滋味。

于是,伽菲尔德不再散步,立即回家潜心探讨小男孩给他出的难题。经过反复思考与演算,他终于弄清了其中的道理,并给出了简洁的证明方法。

两千多年来,人们对勾股定理的证明颇感兴趣,因为这个定理太贴近人们的生活实际,而且勾股定理在初等几何、高等数学和其他学科中也有着极为广泛的应用。

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