
[Pythagorean theorem] 《周髀算经》记载:西周初年商高提出的“勾三股四弦五”。这是勾股定理的一个特例。勾股定理就是直角三角形斜边上的正方形面积,等于两直角边上的正方形面积之和。中国古代称两直角边为勾和股,斜边为弦。勾三股四弦五就是:勾三的平方九,加股四的平方十六,等于弦五的平方二十五。说明我国很早就掌握勾股定理,西方的希腊到公元前六世纪的毕达哥拉斯时,才发现这一定理
在直角三角形中,两直角边平方的和等于斜边的平方。在中国古代,称直角三角形中较短的一条直角边为勾,较长的一条直角边为股,斜边为弦,定理因而得名。古代算书《周髀算经》所载商高的谈话中曾提出勾股定理的特例“勾三股四弦五”,故又称“商高定理”。在西方,它被称为“毕达哥拉斯定理”。
勾股定理是中国古代数学的重要成果之一,又称“毕达哥拉斯定理”,指在直角三角形中,斜边的平方等于两条直角边的平方和。其数学表达式为:
$$
c = a + b
$$
其中,$c$为斜边,$a$和$b$为直角边。
“勾股”一词源于中国古代对直角三角形的称谓。《周礼·考工记》中已有“勾三股四弦五”的记载,其中“勾”指较短的直角边,“股”为较长的直角边,“弦”即斜边。据《周髀算经》记载,西周时期的商高最早提出“勾三股四弦五”的特例,后由三国时期数学家赵爽在《周髀算经注》中用“弦图”完成定理的几何证明。
勾股定理揭示了直角三角形三边的内在关系,是几何学的基础定理之一。其应用涵盖测量、建筑、天文等领域,例如《九章算术》中利用勾股定理解决土地测量问题。此外,该定理也被视为中国古代数学对世界文明的贡献,英国学者李约瑟在《中国科学技术史》中评价其为“东方数学智慧的典范”。
现代数学教育将勾股定理作为初中几何的核心内容,强调其推理过程对学生逻辑思维的培养。中国科学院数学研究所的《初等数学研究》指出,勾股定理的证明方法超过400种,涵盖代数、几何乃至物理学的跨学科思想。
(注:以上引用来源1为《周髀算经》古籍影印版,来源2为剑桥大学李约瑟研究所公开文献,来源3为中国科学院官网数学教育专栏。)
勾股定理是几何学中关于直角三角形的核心定理,其内容可表述为:
定理内容
在任意直角三角形中,直角边的平方和等于斜边(即直角对边)的平方。若设直角边分别为 (a) 和 (b),斜边为 (c),则数学表达式为:
$$
a + b = c
$$
历史背景
该定理在不同古代文明中均有研究。中国称为“勾股定理”,源于《周髀算经》中商高与周公的对话(约公元前11世纪),提出“勾三股四弦五”的特例;古希腊毕达哥拉斯学派(公元前6世纪)也独立发现并系统证明,故西方称为“毕达哥拉斯定理”。
经典证明方法
应用场景
逆定理
若三角形三边满足 (a + b = c),则该三角形必为直角三角形((c) 为斜边)。这一性质常用于验证直角的存在性。
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