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数学

什么是勾股定理(毕达哥拉斯定理)?

简短回答

勾股定理说:在直角三角形中,a² + b² = c²,其中 c 是最长的边(斜边)。两条直角边是 3 和 4 时,斜边是 5。

12–16 岁中学

一句话说明

勾股定理把直角三角形的三条边联系起来:两条短边的平方加起来,等于最长边的平方。

详细讲解

每个直角三角形都有一条特别的边,叫斜边。它是直角所对的边,也总是最长的。把两条较短的边(直角边)叫作 a 和 b,斜边叫作 c。那么:

a² + b² = c²

  • 房子
  • 尺子
想象一架梯子靠在房子的墙上。墙、地面和梯子组成一个直角三角形,梯子就是斜边。

最有名的例子是边长为 3、4、5 的三角形。检验一下:3² + 4² = 9 + 16 = 25,5² = 25。✓

可以用正方形来想象。在三角形的每条边上画一个正方形。斜边上那个大正方形的面积,等于两个小正方形的面积之和:9 + 16 = 25。

求斜边。 把两条直角边平方,相加,再取平方根。 一条斜坡在水平方向前进 12 米,升高 5 米。它的长度是 √(5² + 12²) = √(25 + 144) = √169 = 13 米。

求直角边。 把已知的两条边平方,相减,再取平方根。 一架 10 米长的梯子靠在墙上,顶端离地 8 米。梯脚离墙多远?√(10² − 8²) = √(100 − 64) = √36 = 6 米。

判断是不是直角。 如果三条边满足 a² + b² = c²,这个三角形就有一个直角。建筑工人用绳子和卷尺,按 3-4-5 的规则来定出方正的墙角。

在中国,这个定理叫“勾股定理”:较短的直角边古人叫“勾”,较长的直角边叫“股”,斜边叫“弦”。中国古代的数学著作《周髀算经》里,就有“勾三股四弦五”的记载。在西方,它以大约 2500 年前的希腊思想家毕达哥拉斯命名;不过更古老的古巴比伦泥板显示,人们在他之前 1000 多年就知道这些特殊的三角形了。

例子

a b c(斜边)
3 4 5
5 12 13
8 15 17
1 1 √2 ≈ 1.41
7 24 25

像 3、4、5 这样的整数组,叫作勾股数(毕达哥拉斯三元数)。把它乘以任何数,就得到另一组:6、8、10。

常见错误

  • 该减的时候加了。 如果已知斜边,要用减法来求直角边。
  • 最后忘了开平方,得到 169 而不是 13。
  • 用在没有直角的三角形上。 它只对直角三角形成立。
  • 把和平方:(3 + 4)² = 49,不等于 3² + 4² = 25。

小测验

勾股定理(毕达哥拉斯定理)

用 4 道小题检验一下你学会了多少。

第 1 题,共 4 题

一个直角三角形的两条直角边是 6 厘米和 8 厘米。斜边有多长?

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