多方法

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在边长为c正方形中,有四个斜边为c的全等直角三角形,已知他们的直角边长为a,b.由于本人不懂如何用电脑画图,所以请楼主自己画一个,很简单的证明:S正=4*S三+S小正 c^2=4*(1/2)ab+(a-b)^2 =2ab+a^2+b^2-2ab =a^2+b^2这定理是由我国古代数学家赵爽证明的.方法有很多,可惜图画不出来.

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中间有一些符号实在是打不出来,请见谅证法1】(课本的证明)做8个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a、b,斜边长为c,再做三个边长分别为a、b、c的正方形,把它们像上图那样拼成两个正方形。从图上可以看到,这两个正方形的边长都是a + b,所以面积相等。 即a^2+b^2+4×ab/2=c^2+4×ab/2, 整理得 a^2+b^2=c^2。 【证法2】(邹元治证明)以a、b 为直角边,以c为斜边做四个全等的直角三角形,则每个直角三角形的面积等于 。 把这四个直角三角形拼成如图所示形状,使A、E、B三点在一条直线上,B、F、C三点在一条直线上,C、G、D三点在一条直线上。∵ RtΔHAE ≌ RtΔEBF, ∴ ∠AHE = ∠BEF。∵ ∠AEH + ∠AHE = 90º,∴ ∠AEH + ∠BEF = 90º。∴ ∠HEF = 180º―90º= 90º。∴ 四边形EFGH是一个边长为c的正方形。 它的面积等于c2。 ∵ RtΔGDH ≌ RtΔHAE, ∴ ∠HGD = ∠EHA。∵ ∠HGD + ∠GHD = 90º,∴ ∠EHA + ∠GHD = 90º。又∵ ∠GHE = 90º,∴ ∠DHA = 90º+ 90º= 180º。∴ ABCD是一个边长为a + b的正方形,它的面积等于(a+b)^2 。∴(a+b)^2=4×ab/2+c^2 。 ∴a^2+b^2=c^2 。 【证法3】(赵爽证明)以a、b 为直角边(ba), 以c为斜边作四个全等的直角三角形,则每个直角三角形的面积等于 。 把这四个直角三角形拼成如图所示形状。 ∵ RtΔDAH ≌ RtΔABE, ∴ ∠HDA = ∠EAB。∵ ∠HAD + ∠HAD = 90º,∴ ∠EAB + ∠HAD = 90º,∴ ABCD是一个边长为c的正方形,它的面积等于c2。∵ EF = FG =GH =HE = b―a ,∠HEF = 90º。∴ EFGH是一个边长为b―a的正方形,它的面积等于 。∴4×ab/2+(b-a)^2=c^2 。∴a^2+b^2=c^2 。【证法4】(1876年美国总统Garfield证明)以a、b 为直角边,以c为斜边作两个全等的直角三角形,则每个直角三角形的面积等于 。 把这两个直角三角形拼成如图所示形状,使A、E、B三点在一条直线上。 ∵ RtΔEAD ≌ RtΔCBE, ∴ ∠ADE = ∠BEC。∵ ∠AED + ∠ADE = 90º,∴ ∠AED + ∠BEC = 90º。 ∴ ∠DEC = 180º―90º= 90º。∴ ΔDEC是一个等腰直角三角形,它的面积等于c^2/2 。又∵ ∠DAE = 90º, ∠EBC = 90º,∴ AD∥BC。∴ ABCD是一个直角梯形,它的面积等于(a+b)^2/2 。∴(a+b)^2/2=2×ab/2+c^2/2 。∴a^2=b^2=c^2 。 【证法5】(梅文鼎证明)做四个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a、b ,斜边长为c。 把它们拼成如图那样的一个多边形,使D、E、F在一条直线上。 过C作AC的延长线交DF于点P。 ∵ D、E、F在一条直线上, 且RtΔGEF ≌ RtΔEBD,∴ ∠EGF = ∠BED,∵ ∠EGF + ∠GEF = 90°,∴ ∠BED + ∠GEF = 90°,∴ ∠BEG =180º―90º= 90º。又∵ AB = BE = EG = GA = c,∴ ABEG是一个边长为c的正方形。 ∴ ∠ABC + ∠CBE = 90º。∵ RtΔABC ≌ RtΔEBD,∴ ∠ABC = ∠EBD。∴ ∠EBD + ∠CBE = 90º。 即 ∠CBD= 90º。又∵ ∠BDE = 90º,∠BCP = 90º,BC = BD = a。∴ BDPC是一个边长为a的正方形。同理,HPFG是一个边长为b的正方形。设多边形GHCBE的面积为S,则a^2+b^2=S+2×ab/2,c^2=S+2×ab/2 ∴ a^2+b^2=c^2 。 【证法6】(项明达证明)做两个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a、b(ba) ,斜边长为c。 再做一个边长为c的正方形。 把它们拼成如图所示的多边形,使E、A、C三点在一条直线上。过点Q作QP∥BC,交AC于点P。 过点B作BM⊥PQ,垂足为M;再过点F作FN⊥PQ,垂足为N。 ∵ ∠BCA = 90º,QP∥BC,∴ ∠MPC = 90º,∵ BM⊥PQ,∴ ∠BMP = 90º,∴ BCPM是一个矩形,即∠MBC = 90º。∵ ∠QBM + ∠MBA = ∠QBA = 90º,∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90º,∴ ∠QBM = ∠ABC,又∵ ∠BMP = 90º,∠BCA = 90º,BQ = BA = c,∴ RtΔBMQ ≌ RtΔBCA。同理可证RtΔQNF ≌ RtΔAEF。从而将问题转化为【证法4】(梅文鼎证明)。 【证法7】(欧几里得证明)做三个边长分别为a、b、c的正方形,把它们拼成如图所示形状,使H、C、B三点在一条直线上,连结BF、CD。 过C作CL⊥DE,交AB于点M,交DE于点L。 ∵ AF = AC,AB = AD,∠FAB = ∠GAD,∴ ΔFAB ≌ ΔGAD,∵ ΔFAB的面积等于a^2/2 ,ΔGAD的面积等于矩形ADLM的面积的一半,∴ 矩形ADLM的面积 = a^2。同理可证,矩形MLEB的面积 =b^2 。∵ 正方形ADEB的面积 = 矩形ADLM的面积 + 矩形MLEB的面积∴ c^2=a^2+b^2 ,即a^2+b^2=c^2 。 【证法8】(利用相似三角形性质证明)如图,在RtΔABC中,设直角边AC、BC的长度分别为a、b,斜边AB的长为c,过点C作CD⊥AB,垂足是D。 在ΔADC和ΔACB中,∵ ∠ADC = ∠ACB = 90º,∠CAD = ∠BAC,∴ ΔADC ∽ ΔACB。AD∶AC = AC ∶AB,即AC^2=AD×AB同理可证,ΔCDB ∽ ΔACB,从而有BC^2=BD×AB 。∴AC^2+BC^2=(AD+BD)×AB=AB^2 ,即 a^2+b^2=c^2。 【证法9】(杨作玫证明)做两个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a、b(ba),斜边长为c。 再做一个边长为c的正方形。 把它们拼成如图所示的多边形。 过A作AF⊥AC,AF交GT于F,AF交DT于R。 过B作BP⊥AF,垂足为P。 过D作DE与CB的延长线垂直,垂足为E,DE交AF于H。∵ ∠BAD = 90º,∠PAC = 90º,∴ ∠DAH = ∠BAC。又∵ ∠DHA = 90º,∠BCA = 90º,AD = AB = c,∴ RtΔDHA ≌ RtΔBCA。∴ DH = BC = a,AH = AC = b。由作法可知, PBCA 是一个矩形,所以 RtΔAPB ≌ RtΔBCA。 即PB = CA = b,AP= a,从而PH = b―a。 ∵ RtΔDGT ≌ RtΔBCA ,RtΔDHA ≌ RtΔBCA。∴ RtΔDGT ≌ RtΔDHA 。∴ DH = DG = a,∠GDT = ∠HDA 。 又∵ ∠DGT = 90º,∠DHF = 90º,∠GDH = ∠GDT + ∠TDH = ∠HDA+ ∠TDH = 90º,∴ DGFH是一个边长为a的正方形。 ∴ GF = FH = a 。 TF⊥AF,TF = GT―GF = b―a 。∴ TFPB是一个直角梯形,上底TF=b―a,下底BP= b,高FP=a +(b―a)。用数字表示面积的编号(如图),则以c为边长的正方形的面积为 c^2=S1+S2+S3+S4+S5 ①∵ S8+S3+S4 =(b+(b-a))(a+b-a)/2=b^2-ab/2 ,S5=S8+S9,∴S3+S4 =b^2-ab/2-S8=b^2-S1-S8 。 ②把②代入①,得c^2= S1+S2+b^2-S1-S8+S8+S9 = b^2+S2+S9。∴a^2+b^2=c^2 。 【证法10】(李锐证明)设直角三角形两直角边的长分别为a、b(ba),斜边的长为c。 做三个边长分别为a、b、c的正方形,把它们拼成如图所示形状,使A、E、G三点在一条直线上。 用数字表示面积的编号(如图)。∵ ∠ TBE = ∠ABH = 90º,∴ ∠TBH = ∠ABE。又∵ ∠BTH = ∠BEA = 90º,BT = BE = b,∴ RtΔHBT ≌ RtΔABE。∴ HT = AE = a。∴ GH = GT―HT = b―a。又∵ ∠GHF + ∠BHT = 90º,∠DBC + ∠BHT = ∠TBH + ∠BHT = 90º,∴ ∠GHF = ∠DBC。∵ DB = EB―ED = b―a,∠HGF = ∠BDC = 90º,∴ RtΔHGF ≌ RtΔBDC。 即 。过Q作QM⊥AG,垂足是M。 由∠BAQ = ∠BEA = 90º,可知 ∠ABE= ∠QAM,而AB = AQ = c,所以RtΔABE ≌ RtΔQAM 。 又RtΔHBT ≌ RtΔABE。 所以RtΔHBT ≌ RtΔQAM 。 即 。 由RtΔABE ≌ RtΔQAM,又得QM = AE = a,∠AQM = ∠BAE。 ∵ ∠AQM + ∠FQM = 90º,∠BAE + ∠CAR = 90º,∠AQM = ∠BAE,∴ ∠FQM = ∠CAR。又∵ ∠QMF = ∠ARC = 90º,QM = AR = a,∴ RtΔQMF ≌ RtΔARC。 即S4=S6 。∵c^2=S1+S2+S3+S4+S5 ,a^2=S1+S6 ,b^2+S3+S7+S8 ,又∵ S7=S2,S8=S5 ,S4=S6 ,∴ a^2+b^2= S1+S6+S3+S7+S8=S1+S4+S3+S2+S5=c^2 ,即a^2+b^2=c^2 。 【证法11】(利用切割线定理证明)在RtΔABC中,设直角边BC = a,AC = b,斜边AB = c。 如图,以B为圆心a为半径作圆,交AB及AB的延长线分别于D、E,则BD = BE = BC = a。 因为∠BCA = 90º,点C在⊙B上,所以AC是⊙B 的切线。 由切割线定理,得AC^2= AE×AD= (AB+BE)(AB-BD)=(c+a)(c-a)=c^2-a^2 ,即b^2=c^2-a^2 ,∴ a^2+b^2=c^2。 【证法12】(利用多列米定理证明)在RtΔABC中,设直角边BC = a,AC = b,斜边AB = c(如图)。 过点A作AD∥CB,过点B作BD∥CA,则ACBD为矩形,矩形ACBD内接于一个圆。 根据多列米定理,圆内接四边形对角线的乘积等于两对边乘积之和,有AB×DC=AD×BC+AC×BD,∵ AB = DC = c,AD = BC = a,AC = BD = b,∴AB^2=BC^2+AC^2 ,即c^2=a^2+b^2 ,∴a^2+b^2=c^2 。 【证法13】(作直角三角形的内切圆证明)在RtΔABC中,设直角边BC = a,AC = b,斜边AB = c。 作RtΔABC的内切圆⊙O,切点分别为D、E、F(如图),设⊙O的半径为r。∵ AE = AF,BF = BD,CD = CE,∴AC+BC-AB=(AE+CE)+(BD+CD)-(AF+BF) = CE+CD= r + r = 2r,即a+b+c=2r ,∴a+b=2r+c 。∴(a+b)^2=(2r+c)^2 ,即a^2+b^2=4(r^2+rc)+c^2 ,∵S(ABC)=ab/2 ,∴2ab=4S(ABC) ,又∵S(ABC) = S(AOB)+S(BOC)+S(AOC) = cr/2+ar/2+br/2= (a+b+c)r/2 =(2r+c+c)r/2=c^2+rc ,∴4(r^2+rc)=4S(ABC) ,∴4(r^2+rc)=2ab ,∴ a^2+b^2+2ab=2ab+c^2, ∴a^2+b^2=c^2 。【证法14】(利用反证法证明)如图,在RtΔABC中,设直角边AC、BC的长度分别为a、b,斜边AB的长为c,过点C作CD⊥AB,垂足是D。 假设a^2+b^2≠c^2 ,即假设 AC^2+BC^2≠AB^2,则由AB^2=AB·AB=AB(AD+BD)=AB·AD+AB·BD 可知AC^2≠AB·AD ,或者BC^2≠AB·AD 。 即 AD:AC≠AC:AB,或者 BD:BC≠BC:AB。在ΔADC和ΔACB中,∵ ∠A = ∠A,∴ 若 AD:AC≠AC:AB,则∠ADC≠∠ACB。在ΔCDB和ΔACB中,∵ ∠B = ∠B,∴ 若BD:BC≠BC:AB,则∠CDB≠∠ACB。又∵ ∠ACB = 90º,∴ ∠ADC≠90º,∠CDB≠90º。这与作法CD⊥AB矛盾。 所以, 的假设不能成立。∴a^2+b^2=c^2 。 【证法15】(辛卜松证明) 设直角三角形两直角边的长分别为a、b,斜边的长为c。 作边长是a+b的正方形ABCD。 把正方形ABCD划分成上方左图所示的几个部分,则正方形ABCD的面积为 ;把正方形ABCD划分成上方右图所示的几个部分,则正方形ABCD的面积为 = (a+b)^2=4×ab/2+c^2=2ab+c^2。∴ a^2+b^2+2ab=2ab+c^2 ,∴a^2+b^2=c^2 。 【证法16】(陈杰证明)设直角三角形两直角边的长分别为a、b(ba),斜边的长为c。 做两个边长分别为a、b的正方形(ba),把它们拼成如图所示形状,使E、H、M三点在一条直线上。 用数字表示面积的编号(如图)。在EH = b上截取ED = a,连结DA、DC,则 AD = c。∵ EM = EH + HM = b + a , ED = a,∴ DM = EM―ED = ―a = b。又∵ ∠CMD = 90º,CM = a,∠AED = 90º, AE = b,∴ RtΔAED ≌ RtΔDMC。∴ ∠EAD = ∠MDC,DC = AD = c。∵ ∠ADE + ∠ADC+ ∠MDC =180º,∠ADE + ∠MDC = ∠ADE + ∠EAD = 90º,∴ ∠ADC = 90º。∴ 作AB∥DC,CB∥DA,则ABCD是一个边长为c的正方形。∵ ∠BAF + ∠FAD = ∠DAE + ∠FAD = 90º,∴ ∠BAF=∠DAE。连结FB,在ΔABF和ΔADE中,∵ AB =AD = c,AE = AF = b,∠BAF=∠DAE,∴ ΔABF ≌ ΔADE。∴ ∠AFB = ∠AED = 90º,BF = DE = a。∴ 点B、F、G、H在一条直线上。在RtΔABF和RtΔBCG中,∵ AB = BC = c,BF = CG = a,∴ RtΔABF ≌ RtΔBCG。∵c^2=S2+S3+S4+S5 ,b^2=S1+S2+S6 , a^2=S3+S7 , S1=S5=S4=S6+S7 ,∴ a^2+b^2=S3+S7+S1+S2+S6= S2+S3+S1+(S6+S7)= S2+S3+S4+S5= c^2∴ a^2+b^2=c^2 。。

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我记得人教版初中几何课本上讲过,现在记不得了,你可以去翻翻看,方法真的很多