王秋月 王攀攀
勾股定理神秘而美妙,其證法繁多,風(fēng)采各異,弦圖結(jié)構(gòu)在勾股定理的眾多證法中堪稱是一條亮麗的風(fēng)景線,下面舉例與同學(xué)們分享.
圖1是我國古代數(shù)學(xué)家趙爽創(chuàng)制的“勾股圓方圖”,它又被稱為“趙爽弦圖”,利用它可以簡捷地證明勾股定理:C2=(b-a)2+4x(1/2)ab=b2+a2.
我們把圖1的“趙爽弦圖”稱為外弦圖(斜邊在外),把下面的圖2叫作內(nèi)弦圖(也叫作畢達(dá)哥拉斯圖).利用圖2怎樣證明勾股定理呢?由c2+4x(1/2)ab=(a+b)2,整理得c2=a2+b2.
在人教版教材(八年級(jí)下冊(cè))第30頁的“閱讀與思考”中出現(xiàn)了證明勾股定理的又一個(gè)圖形(如圖3),美國第20任總統(tǒng)加菲爾德川它巧妙證明了勾股定理.S梯形=(1/2)(a+b)·(a+b),S梯形=(1/2)c2+2×(1/2)ab,故(1/2)(a+b)(a+b)=(1/2)c2+2×(1/2)ab.整理得a2+b2=c2.
實(shí)際上,圖3是把圖2截去一半而成的.
如果我們把四個(gè)全等的直角三角形紙片按圖4進(jìn)行疊放,也可以通過等面積法來證明勾股定理,在這里,把正方形分割成一個(gè)四邊形和兩個(gè)三角形米計(jì)算面積.
勾股定理的證法現(xiàn)在已有五百多種,而用弦圖結(jié)構(gòu)來證明勾股定理體現(xiàn)了數(shù)學(xué)文化之精深.弦圖存初中幾何中占有重要地位,構(gòu)造弦圖也是一種常見的輔助線,“一線三直角”模型,正是從弦圖中分離出的一部分,面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(-3,4).將線段OA繞原點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°到OB,A點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為B點(diǎn),則B點(diǎn)的坐標(biāo)為_____,
解:B點(diǎn)坐標(biāo)為(4,3).
我們稱圖5中的“一線三直角”為“外一線三直角”,有時(shí)候還需要構(gòu)造“內(nèi)一線三直角”,如圖6和圖7.
中學(xué)生數(shù)理化·八年級(jí)數(shù)學(xué)人教版2020年3期