证明勾股定理的逆定理

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爱生活的CC老师
2015-12-09 · TA获得超过1.6万个赞
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勾股定理的逆定理是判断三角形为钝角、锐角或直角的一个简单的方法,其中AB=c为最长边。
证明方法
勾股定理的逆定理是判断三角形为锐角或直角的一个简单的方法
其中c为最长边: 如果a×a+b×b=c×c,则△ABC是直角三角形。 如果a×a+b×b>c×c,则△ABC是锐角三角形。 如果a×a+b×b<c×c,则△ABC是钝角三角形
勾股定理逆定理的证明: 1、反证法 令角C不是直角, 则a^2+b^2=c^2不成立, 所以矛盾, 所以角C是直角。
2、勾股定理逆定理 如果三角形的三边长a、b、c满足条件a^2+b^2=c^2, 那么C边所对的角是直角。 3、三角函数Cos90 如图:已知AB^2+BC^2=AC^2, 而任一三角形的边之间均满足, AC^2=AB^2+BC^2-2AB*BA*COSB , 比较两式得 , COSB=0 ,
B=90度。
已知△ABC的三边AB=c,BC=a,CA=b,且满足a^2+b^2=c^2,证明∠C=90°。
证法1:同一法。
证法的思路是做一个直角三角形,然后证明它和已知三角形全等,从而已知三角形也是直角三角形。
构造一个直角三角形A'B'C',使∠C'=90°,a'=a,b'=b。
那么,根据勾股定理,c'^2=a'^2+b'^2=a^2+b^2=c^2,从而c'=c。
在△ABC和△A'B'C'中,
a=a'b=b'c=c'∴△ABC≌△A'B'C'。
因而,∠C=∠C'=90°。(证毕)
证法2:余弦定理。
由于余弦定理是由勾股定理推出的,故可以用来证明其逆定理而不算循环论证。
根据余弦定理,在△ABC中,cosC=(a^2+b^2-c^2)/2ab。
由于a^2+b^2=c^2,故cosC=0;又因为C小于平角,从而C=90°。(证毕)
证法3:相似三角形。
证法的思路是将已知三角形分割成两块,然后证明它们互补的两角相等,从而这两角都是直角。
在AB边上截取点D使∠DCB=∠A。
在△CDB与△ACB中,∠B=∠B,∠DCB=∠A,∴△CDB∽△ACB(两角对应相等)∴BC/BA=BD/BC,从而BD=a^2/c。又由CD/AC=CB/AB知,CD=ab/c。
另一方面,AD=AB-BD=c-a^2/c=b^2/c(因为c^2=a^2+b^2),
在△ACD与△CBD中,
DC/AD=(ab/c) / (b^2/c)=a/b,
BC/AC=a/b,
BD/CD=(a^2/c) / (ab/c)=a/b,
∴△ACD∽△CBD(三边对应成比例)。
∴∠BDC=∠CDA。
而∠BDC+∠CDA=180°,故∠BDC=∠CDA=90°。
由于∠ACB=∠CDB,所以∠ACB90°。(证毕)
要进行实际应用,那样就事半功倍
证法4
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 =180°―90°= 90°
又∵ AB = BE = EG = GA = c,
∴ ABEG是一个边长为c的正方形.
∴ ∠ABC + ∠CBE = 90°
∵ RtΔABC ≌ RtΔEBD,
∴ ∠ABC = ∠EBD.
∴ ∠EBD + ∠CBE = 90°
即 ∠CBD= 90°
又∵ ∠BDE = 90°,∠BCP = 90°,
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.
证法5
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(b>a) ,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.
分别以CF,AE为边长做正方形FCJI和AEIG,
∵EF=DF-DE=b-a,EI=b,
∴FI=a,
∴G,I,J在同一直线上,
∵CJ=CF=a,CB=CD=c,
∠CJB = ∠CFD = 90°,
∴RtΔCJB ≌ RtΔCFD ,
同理,RtΔABG ≌ RtΔADE,
∴RtΔCJB ≌ RtΔCFD ≌ RtΔABG ≌ RtΔADE
∴∠ABG = ∠BCJ,
∵∠BCJ +∠CBJ= 90°,
∴∠ABG +∠CBJ= 90°,
∵∠ABC= 90°,
∴G,B,I,J在同一直线上,
证法6
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,
ΔGAD的面积等于矩形ADLM
的面积的一半,
∴ 矩形ADLM的面积 =.
同理可证,矩形MLEB的面积 =.
∵ 正方形ADEB的面积
= 矩形ADLM的面积 + 矩形MLEB的面积
∴ 即a的平方+b的平方=c的平方
证法7
已知在△ABC中,a2+b2=c2,求证∠C=90°
证明:作AH⊥BC于H
⑴若∠C为锐角,设BH=y,AH=x
得x2+y2=c2,
又∵a2+b2=c2,
∴a2+b2=x2+y2(A)
但a>y,b>x,∴a2+b2>x2+y2(B)
(A)与(B)矛盾,∴∠C不为锐角
⑵若∠C为钝角,设HC=y,AH=x
得a2+b2=c2=x2+(a+y)2=x2+y2+2ay+a2
∵x2+y2=b2,
得a2+b2=a2+b2+2ay
2ay=0
∵a≠0,∴y=0
这与∠C是钝角相矛盾,∴∠C不为钝角
综上所述,∠C必为直角在△ABC中,a2+b2=c2,求证∠C=90°
证明:作AH⊥BC于H
⑴若∠C为锐角,设BH=y,AH=x
得x2+y2=c2,
又∵a2+b2=c2,
∴a2+b2=x2+y2(A)
但a>y,b>x,∴a2+b2>x2+y2(B)
(A)与(B)矛盾,∴∠C不为锐角
⑵若∠C为钝角,设HC=y,AH=x
得a2+b2=c2=x2+(a+y)2=x2+y2+2ay+a2
∵x2+y2=b2,
得a2+b2=a2+b2+2ay
2ay=0
∵a≠0,∴y=0
这与∠C是钝角相矛盾,∴∠C不为钝角
综上所述,∠C必为直角
其他证明
这个定理有许多证明的方法,其证明的方法可能是数学众多定理中最多的。路明思(Elisha Scott Loomis)的 Pythagorean Proposition(《毕达哥拉斯命题》)一书中总共提到367种证明方式。 有人会尝试以三角恒等式(例如:正弦和余弦函数的泰勒级数)来证明勾股定理,但是,因为所有的基本三角恒等式都是建基于勾股定理,所以不能作为勾股定理的证明(参见循环论证)。
证法1
作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。过点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 =180°―90°= 90°  又∵ AB = BE = EG = GA = c,  ∴ ABEG是一个边长为c的正方形。 ∴ ∠ABC + ∠CBE = 90°  ∵ RtΔABC ≌ RtΔEBD,  ∴ ∠ABC = ∠EBD.  ∴ ∠EBD + ∠CBE = 90°  即 ∠CBD= 90°  又∵ ∠BDE = 90°,∠BCP = 90°,  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  A2+B2=C2
证法2
作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(b>a) ,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 = 90°,QP∥BC,  ∴ ∠MPC = 90°,  ∵ BM⊥PQ,  ∴ ∠BMP = 90°,  ∴ BCPM是一个矩形,即∠MBC = 90°。 ∵ ∠QBM + ∠MBA = ∠QBA = 90°,  ∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90°,  ∴ ∠QBM = ∠ABC,  又∵ ∠BMP = 90°,∠BCA = 90°,BQ = BA = c,  ∴ RtΔBMQ ≌ RtΔBCA.  同理可证RtΔQNF ≌ RtΔAEF.即A2+B2=C2
证法3
作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(b>a) ,斜边长为c. 再作一个边长为c的正方形。把它们拼成如图所示的多边形.  分别以CF,AE为边长做正方形FCJI和AEIG,  ∵EF=DF-DE=b-a,EI=b,  ∴FI=a,  ∴G,I,J在同一直线上,  ∵CJ=CF=a,CB=CD=c,  ∠CJB = ∠CFD = 90°,  ∴RtΔCJB ≌ RtΔCFD ,  同理,RtΔABG ≌ RtΔADE,  ∴RtΔCJB ≌ RtΔCFD ≌ RtΔABG ≌ RtΔADE  ∴∠ABG = ∠BCJ, ∵∠BCJ +∠CBJ= 90°,  ∴∠ABG +∠CBJ= 90°, ∵∠ABC= 90°,  ∴G,B,I,J在同一直线上,  A2+B2=C2。
证法4
作三个边长分别为a、b、c的三角形,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,  ΔGAD的面积等于矩形ADLM  的面积的一半,  ∴ 矩形ADLM的面积 =.  同理可证,矩形MLEB的面积 =.  ∵ 正方形ADEB的面积  = 矩形ADLM的面积 + 矩形MLEB的面积  ∴ 即A2+B2=C2
证法5
《几何原本》中的证明  在欧几里得的《几何原本》一书中提出勾股定理由以下证明后可成立。设△ABC为一直角三角形,其中A为直角。从A点划一直线至对边,使其垂直于对边上的正方形。此线把对边上的正方形一分为二,其面积分别与其余两个正方形相等。 在正式的证明中,我们需要四个辅助定理如下: 如果两个三角形有两组对应边和这两组边所夹的角相等,则两三角形全等。(SAS定理) 三角形面积是任一同底同高之平行四边形面积的一半。任意一个正方形的面积等于其二边长的乘积。任意一个四方形的面积等于其二边长的乘积(据辅助定理3)。证明的概念为:把上方的两个正方形转换成两个同等面积的平行四边形,再旋转并转换成下方的两个同等面积的长方形。 其证明如下: 设△ABC为一直角三角形,其直角为CAB。其边为BC、AB、和CA,依序绘成四方形CBDE、BAGF和ACIH。画出过点A之BD、CE的平行线。此线将分别与BC和DE直角相交于K、L。分别连接CF、AD,形成两个三角形BCF、BDA。∠CAB和∠BAG都是直角,因此C、A 和 G 都是线性对应的,同理可证B、A和H。∠CBD和∠FBA皆为直角,所以∠ABD等于∠FBC。因为 AB 和 BD 分别等于 FB 和 BC,所以△ABD 必须相等于△FBC。因为 A 与 K 和 L是线性对应的,所以四方形 BDLK 必须二倍面积于△ABD。因为C、A和G有共同线性,所以正方形BAGF必须二倍面积于△FBC。因此四边形 BDLK 必须有相同的面积 BAGF = AB²;。同理可证,四边形 CKLE 必须有相同的面积 ACIH = AC2;。把这两个结果相加, AB2;+ AC2;; = BD×BK + KL×KC。由于BD=KL,BD×BK + KL×KC = BD(BK + KC) = BD×BC 由于CBDE是个正方形,因此AB2;+ AC2;= BC2;。此证明是于欧几里得《几何原本》一书第1.47节所提出的。
折叠达芬奇的证法
三张纸片其实是同一张纸,把它撕开重新拼凑之后,中间那个“洞”的面积前后仍然是一样的,但是面积的表达式却不再相同,让这两个形式不同的表达式相等,就能得出一个新的关系式——勾股定理,所有勾股定理的证明方法都有这么个共同点。观察纸片一,因为要证的是勾股定理,那么容易知道EB⊥CF,又因为纸片的两边是对称的,所以能够知道四边形ABOF和CDEO都是正方形。然后需要知道的是角A'和角D'都是直角,原因嘛,可以看纸片一,连结AD,因为对称的缘故,所以∠BAD=∠FAD=∠CDA=∠EDA=45°,那么很明显,图三中角A'和角D'都是直角。 证明: 第一张中多边形ABCDEF的面积S1=S正方形ABOF+S正方形CDEO+2S△BCO=OF2+OE2+OF·OE  第三张中多边形A'B'C'D'E'F'的面积S2=S正方形B'C'E'F'+2△C'D'E'=E'F'2+C'D'·D'E'  因为S1=S2  所以OF2+OE2+OF·OE=E'F'2+C'D'·D'E'  又因为C'D'=CD=OE,D'E'=AF=OF  所以OF2+OE2=E'F'2  因为E'F'=EF  所以OF2+OE2=EF2  勾股定理得证。
证法9
从这张图可以得到一个矩形和三个三角形,推导公式如下:
b (a + b)= 1/2c2; + ab + 1/2(b + a)(b - a)  矩形面积 =(中间三角形)+(下方)2个直角三角形+(上方)1个直  角三角形。 (简化) 2ab + 2b2;= c2; + b2;- a2;+ 2ab  2b2; - b2;+ a2;= c2;  a2; + b2;= c2;  注:根据加菲尔德图进一步得到的图形。
洋葱学园
2022-07-19 · 原洋葱数学。好课上洋葱,学习更主动
洋葱学园
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勾股定理的逆定理证明


勾股定理的逆定理是判断三角形是否为锐角、直角或钝角三角形的一个简单的方法。若c为最长边,且a_+b_=c_,则ΔABC是直角三角形;如果a_+b_>c_,则ΔABC是锐角三角形;如果a_+b_
根据余弦定理,在△ABC中,cosC=(a_+b_-c_)÷2ab。
由于a_+b_=c_,故cosC=0;
因为0°<∠C<180°,所以∠C=90°。(证明完毕)
已知在△ABC中,,求证∠C=90°
证明:作AH⊥BC于H
⑴若∠C为锐角,设BH=y,AH=x
得x_+y_=c_,
又∵a_+b_=c_,
∴a_+b_=x_+y_(A)
但a>y,b>x,∴a_+b_>x_+y_(B)
(A)与(B)矛盾,∴∠C不为锐角
⑵若∠C为钝角,设HC=y,AH=x
得a_+b_=c_=x_+(a+y)_=x_+y_+2ay+a_
∵x_+y_=b_,
得a_+b_=c_=a_+b_+2ay
2ay=0
∵a≠0,∴y=0
这与∠C是钝角相矛盾,∴∠C不为钝角
综上所述,∠C必为直角
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匿名用户
2014-10-21
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已知:在δabc中,ab=c,ac=b,bc=a ,若c^2 =a^2 + b^2
求证:∠c = 90度
证明:作rtδdef,使∠e=rt∠,de=b ,ef=a
在rtδdef中,df^2 = ed^2 + ef^2 = a^2 +b^2
因为c^2 =a^2 + b^2
所以df =c
所以df=ab,de=ac ,ef=bc
所以rtδdfe≌δabc (sss)
所以∠c=∠e = rt∠
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已知嘛
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