初中数学关于三角形“勾股定理”证明之我见

史臻荣

【摘要】 在数学课堂发现学生的兴趣点，激发学生的学习兴趣，利用多样的手段去促进学生提高学习成绩，是老师的主要任务. 因此，我们必须把握自主、探究、合作的学习模式. 本文以三角形勾股定理的证明为例，简要地谈谈帮助学生完成学习任务的几点看法.

【关键词】 初中数学；三角形；勾股定理

《义务教育阶段数学课程标准》提出，“在义务教育阶段，数学必须面向全体学生，必须注重基础性、普及性和发展性”.学生逻辑思维能力和抽象思维能力的培养是数学教学的重要目标，因此调动各方面的课程资源，才能最大限度地发掘学生的学习能力.

一、欧几里得的证明方法

如图1，这是早在两千多年前的数学名著《几何原本》中提出的关于勾股定理的证明，通过边长为a，b，c的三个正方形搭建一个直角三角形，并作辅助线CD，CL，FB，其中CL垂直于DE并与AB交于M点，还需要确保HB垂直于FH.

因为AF = AC，AB = AD，∠FAB = ∠CAD，所以 △FAB ≌ △CAD，因为△FAB的面积等于 a2，△CAD的面积等于矩形ADLM的面积的一半，所以 矩形ADLM的面积为a2. 同理可证，矩形MLEB的面积为b2.

因为正方形ADEB的面积 = 矩形ADLM的面积 + 矩形MLEB的面积，所以可以得出结论：c2 = a2 + b2，即a2 + b2 = c2.

这一证明方法，给学生提供了通过图形的面积去分析边长关系的重要方法. 首先，就是在于∠BCA必须是直角，这样才能维持点H，B，C在同一条直线上，从而建立一个直角三角形ABC；其次，必须给学生指出给交点命名一个字母符号，才不会遗忘一些关键信息；最后，确定直角三角形ABC三边之间的关系.

数学的教学不仅需要围绕“知识与能力”展开，更重要的是需要让学生产生“情感态度和价值观”上的共鸣. 欧几里得在《几何原本》中，以这个定理为中心，开启了自己的数学框架体系，也为后人在学习数学的提供了宝贵的财富. 这些情感也需要教师在谈及图形引导时进行潜移默化的教育.

二、美国总统的证明方法

时间倒回到1876年，当时正值黄昏，在公园里，有两个孩子嘈杂的吵闹声惊动了周围许多人，其中也包括未来的美国总统加菲尔德. 两个孩子正在为直角三角形的边长讨论着，这激发了他仔细研究“勾股定理”的兴趣. 不久之后，他公开发表了自己的证明方法. 加菲尔德身为总统却为孩子的数学问题苦思冥想，这对于总是抱怨成绩不好却不愿意努力学习的学生来说，应该说是非常好的教育案例.

如图2，图形ABCD是一个直角梯形，以∠DAE为直角的三角形和以∠CBE为直角的三角形是全等三角形，两个三角形的三条边a，b，c完全相等，图形的基本关系确定之后，下面便可以开始证明.

第一步，寻找等式关系，根据已知条件，△DAE和△CBE是全等三角形，所以它们对应的每一条边和每一条角都相等，∠AEB为平角180°，加上∠DAE和∠EBC都为直角，证明∠DEC为直角便不是什么难事了. 紧接着依据边EC和DE为长度相等的边，判定△DEC为等腰直角三角形也就顺理成章了. 证明如下：因为Rt△EAD ≌ Rt△CBE， 所以∠ADE = ∠BEC. 同时∠AED + ∠ADE = 90°，所以 ∠AED + ∠BEC = 90°，还能得出∠DEC = 180° - 90° = 90°，最终可以确定△DEC是一个等腰直角三角形，它的面积等于 c2.

第二步，建立破题的等式关系，根据边长的关系算出△DEC的面积的根本目的还是在于建立另外一个等式关系， 那就是直角梯形ABCD的面积等于三个直角三角形面积之和，即直角梯形ABCD的面积 = △DAE的面积 + △EBC的面积 + △DEC的面积. 因为∠DAE = 90°， ∠EBC = 90°，所以AD∥BC，并可以证明ABCD是一个直角梯形，它的面积等于 （a + b）2，即 （a + b）2 = 2 × ab + c2 . 最终可以得出结论a2 + b2 = c2.

通过这两个等式，我们便很容易地证明出了“勾股定理”，这个方法十分简便地描述出了三角形各个边长的关系，还确定了各个面积之间的关系.

三、课堂通常的证明方法

虽然说相对于欧几里得在《几何原本》当中记录的方法，总统证明法已经要简单许多，但是从初中生的知识基础而言，课堂通常使用的方法要更加简便易懂. 这是为学习基础薄弱的同学准备的，也是为学习能力较强的同学打好基础的重要手段.

如图3，将四个全等三角形进行组合，拼凑出一个边长为a + b的正方形，这样便形成了一个明显的面积相等的等式，再根据边角关系可以确定中间的图形为边长为c的正方形，则有：

a2 + b2 + 4 × ab = c2 + 4 × ab，

即a2 + b2 = c2.

四、小 结

初中数学教学是一个动态生成的过程，教师应该尽可能多地为学生提供学习资源和平台. 从“勾股定理”的证明来看，教师提供多种证明的方法和思路，对于开拓学生的图形思维能力有很大的帮助. 结合知名数学人物在学习和研究数学时表现出来的积极与进取的精神进行教学，对于激励学生学好数学，实现情感态度的升华有重要作用.