Презентация на тему теорема пифагора. Тема нашего урока «Различные способы доказательства теоремы Пифагора» Различные доказательства теоремы пифагора презентация
Live Journal
Facebook
TwitterСлайд 1
Теорема Пифагора
"Заслугой первых греческих математиков, таких как Фалес, Пифагор и пифагорейцы, является не открытие математики, но ее систематизация и обоснование. В их руках вычислительные рецепты, основанные на смутных представлениях, превратились в точную науку."
Слайд 2
Слайд 3
История теоремы
Исторический обзор начнем с древнего Китая. Здесь особое внимание привлекает математическая книга Чупей. В этом сочинении так говорится о пифагоровом треугольнике со сторонами 3, 4 и 5:
"Если прямой угол разложить на составные части, то линия, соединяющая концы его сторон, будет 5, когда основание есть 3, а высота 4".
В этой же книге предложен рисунок, который совпадает с одним из чертежей индусской геометрии Басхары.
Слайд 4
Кантор (крупнейший немецкий историк
математики) считает, что равенство
3 ² + 4 ² = 5²
было известно уже египтянам еще около 2300 г.
до н. э., во времена царя Аменемхета I (согласно
папирусу 6619 Берлинского музея).
По мнению Кантора гарпедонапты, или
"натягиватели веревок", строили прямые углы
при помощи прямоугольных треугольников со
сторонами 3, 4 и 5.
Слайд 5
Очень легко можно воспроизвести их способ построения. Возьмем веревку длиною в 12 м. и привяжем к ней по цветной полоске на расстоянии 3м. от одного конца и 4 метра от другого. Прямой угол окажется заключенным между сторонами длиной в 3 и 4 метра. Гарпедонаптам можно было бы возразить, что их способ построения становиться излишним, если воспользоваться, например, деревянным угольником, применяемым всеми плотниками. И действительно, известны египетские рисунки, на которых встречается такой инструмент, например рисунки, изображающие столярную мастерскую.
Слайд 6
Несколько больше известно о теореме Пифагора у вавилонян. В одном тексте, относимом ко времени Хаммураби, т. е. к 2000 г. до н. э., приводится приближенное вычисление гипотенузы прямоугольного треугольника. Отсюда можно сделать вывод, что в Двуречье умели производить вычисления с прямоугольными треугольниками, по крайней мере в некоторых случаях. Основываясь, с одной стороны, на сегодняшнем уровне знаний о египетской и вавилонской математике, а с другой-на критическом изучении греческих источников,Ван-дер-Варден (голландский математик) сделал следующий вывод:
Слайд 7
Формулировка теоремы
« Доказать, что квадрат, построенный на гипотенузе прямоугольного треугольника, равновелик сумме квадратов, построенных на катетах»
« Площадь квадрата, построенного на гипотенузе прямоугольного треугольника, равна сумме площадей квадратов, построенных на его катетах».
Во времена Пифагора теорема звучала так:
или
Слайд 8
Современная формулировка
« В прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов».
Слайд 9
Доказательства теоремы
Существует около 500 различных доказательств этой теоремы (геометрических, алгебраических, механических и т.д.).
Слайд 10
Самое простое доказательство
Рассмотрим квадрат, показанный на рисунке. Сторона квадрата равна a + c.
c
a
Слайд 11
В одном случае (слева) квадрат разбит на квадрат со стороной b и четыре прямоугольных треугольника с катетами a и c.
a
c
a
c
В другом случае (справа) квадрат разбит на два квадрата со сторонами a и c и четыре прямоугольных треугольника с катетами a и c.
a
c
Таким образом, получаем, что площадь квадрата со стороной b равна сумме площадей квадратов со сторонами a и c.
Слайд 12
Доказательство Евклида
Дано:
ABC-прямоугольный треугольник
Доказать:
SABDE=SACFG+SBCHI
Слайд 13
Доказательство:
Пусть ABDE-квадрат, построенный на гипотенузе прямоугольного треугольника ABC, а ACFG и BCHI-квадраты, построенные на его катетах. Опустим из вершины C прямого угла перпендикуляр CP на гипотенузу и продолжим его до пересечения со стороной DE квадрата ABDE в точке Q; соединим точки C и E, B и G.
Слайд 14
Очевидно, что углы CAE=GAB(=A+90°); отсюда следует, что треугольники ACE и AGB(закрашенные на рисунке) равны между собой (по двум сторонам и углу, заключённому между ними). Сравним далее треугольник ACE и прямоугольник PQEA; они имеют общее основание AE и высоту AP, опущенную на это основание, следовательно
SPQEA=2SACE
Точно так же квадрат FCAG и треугольник BAG имеют общее основание GA и высоту AC; значит, SFCAG=2SGAB
Отсюда и из равенства треугольников ACE и GBA вытекает равновеликость прямоугольника QPBD и квадрата CFGA; аналогично доказывается и равновеликость прямоугольника QPAE и квадрата CHIB. А отсюда, следует, что квадрат ABDE равновелик сумме квадратов ACFG и BCHI, т.е. теорема Пифагора.
Слайд 15
Алгебраическое доказательство
Дано: ABC-прямоугольный треугольник
Доказать: AB2=AC2+BC2
Доказательство:
1) Проведем высоту CD из вершины прямого угла С. 2) По определению косинуса угла соsА=AD/AC=AC/AB, отсюда следует
AB*AD=AC2.
3) Аналогично соsВ=BD/BC=BC/AB, значит
AB*BD=BC2.
4) Сложив полученные равенства почленно, получим:
AC2+BC2=АВ*(AD + DB)
AB2=AC2+BC2. Что и требовалось доказать.
Слайд 16
Геометрическое доказательство
Дано: ABC-прямоугольный треугольник
Доказать: BC2=AB2+AC2
Доказательство:
1) Построим отрезок CD равный отрезку AB на продолжении катета AC прямоугольного треугольника ABC. Затем опустим перпендикуляр ED к отрезку AD, равный отрезку AC, соединим точки B и E. 2) Площадь фигуры ABED можно найти, если рассматривать её как сумму площадей трёх треугольников:
SABED=2*AB*AC/2+BC2/2
3) Фигура ABED является трапецией, значит, её площадь равна:
SABED= (DE+AB)*AD/2.
4) Если приравнять левые части найденных выражений, то получим:
AB*AC+BC2/2=(DE+AB)(CD+AC)/2
AB*AC+BC2/2= (AC+AB)2/2
AB*AC+BC2/2= AC2/2+AB2/2+AB*AC
BC2=AB2+AC2.
Это доказательство было опубликовано в 1882 году Гэрфилдом.
Слайд 17
Значение теоремы Пифагора
Теорема Пифагора- это одна из самых важных теорем геометрии. Значение её состоит в том, что из неё или с её помощью можно вывести большинство теорем геометрии.
Слайд 18
В средние века теорема Пифагора, magister matheseos, определяла границу если не наибольших возможных, то по крайней мере хороших математических знаний. Характерный чертёж теоремы Пифагора, который ныне иногда превращается школьниками, например, в облаченного в мантию профессора (рис. 7, 8) или в человечка в цилиндре (рис. 9) и т.п., в те времена всеобщей страсти к символам нередко употреблялся как символ математики. Столь же часто мы встречаемся с «Пифагором» в средневековой живописи, мозаике, геральдике.
1. Вводная часть
2. Исторический экскурс
- Рассказ о Пифагоре;
- Из истории теоремы Пифагора
4. Доказательство теоремы
5. Теорема обратная теореме Пифагора
6. Задачи по готовым чертежам
7. Старинные задачи
8. Самопроверка
– одна из самых знаменитых положений геометрии. Хотя она и названа именем великого древнегреческого математика и философа, жившего более 25 веков тому назад, история ее началась задолго до самого Пифагора.
Исторический экскурс
- Рассказ о Пифагоре
Говоря о Пифагоре, следует сразу отметить, что о его жизни известно немного. Мы знаем, что в 6 в. до н.э. в Др.Греции жил ученый по имени Пифагор, родом из Самоса. В молодости он много путешествовал по странам Востока, где изучал разные науки. Вернувшись на родину, Пифагор основал философскую школу, так называемый пифагорейский союз. Пифагорейцами были сделаны важные открытия в области арифметики и геометрии.
Исторический экскурс
- Из истории теоремы Пифагора
Интересна история теоремы Пифагора. Она была известна задолго до Пифагора. Эта теорема встречалась за 1200 лет до него. Возможно еще тогда не знали доказательство, а отношения между гипотенузой и катетом устанавливали опытным путем. Пифагор нашел доказательство этого соотношениям. Сохранилось древнее поверие, что Пифагор в честь своего открытия принес жертву богам быка. Позже были найдены различные доказательства теоремы, в настоящее время их более 100.
Учащиеся средних веков считали доказательство этой теоремы трудным и прозвали его «ослиным мостом» или «бегством убогих»,т.к. слабые ученики бежали от геометрии.
Теорема Пифагора В прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов.
Доказательство теоремы
Рассмотрим прямоугольный треугольник с катетами a, b и гипотенузой c. (рис. 1).
Докажем что c 2 = a 2 + b 2 .
Достроим треугольник до квадрата со стороной a+b так, как показано на рис.2. Площадь S этого квадрата равна (a+b) 2 . С другой стороны, этот квадрат составлен из четырех равных прямоугольных треугольников, площадь каждого из которых равна ½ a*b,и квадрата со стороной c, поэтому S = 4* ½ a*b + с 2 = 2a*b + с 2 .
Таким образом (a+b) 2 = 2a*b + с 2 , откуда: с 2 = a 2 + b 2 . Теорема доказана.
Существует теорема, обратная теореме Пифагора
Если квадрат одной стороны треугольника
равен сумме квадратов двух других сторон,
то треугольник прямоугольный.
С помощью готовых чертежей вычислить, если возможно :
Сторону АС треугольника АВС
Сторону MN треугольника KMN
Сторону KP треугольника KPR
Диагональ BD квадрата BCDF
Рассмотрим несколько старинных задач на применение теоремы Пифагора
Задача 1 (из «Арифметики» Л.Ф.Магницкого)
Случися некоему человеку к стене лествицу прибрати, стены же тоя высота есть 117 стоп. И обрете лествицу долготою 125 стоп. И ведати хощет, колико стоп сея лествицы нижний конец от стены отстояти имать.
Решение задачи 1
Решение. Треугольник ABC – прямоугольный. Пусть BC = x стоп, тогда по теореме Пифагора AC 2 + BC 2 = AB 2 ,
117 2 + x 2 = 125 2 ;
x 2 = 125 2 – 117 2 ,
x 2 = (125-117)*(125+117),
x 2 = 8*242, x = 44.
Ответ: 44 стопы
Задача 2 (индийского математика XII в. Бхаскары)
На берегу реки рос тополь одинокий.
Вдруг ветра порыв его ствол надломал.
Бедный тополь упал. И угол прямой
С течением реки его ствол составлял.
Запомни теперь, что в том месте река
В четыре лишь фута была широка.
Верхушка склонилась у края реки,
Осталось три фута всего от ствола.
Прошу тебя, скоро теперь мне скажи:
У тополя как велика высота?
Решение задачи 2
Решение :
Пусть AB – высота тополя, тогда AB = AC + CD. Найдем CD. Треугольник ABC – прямоугольный. По теореме Пифагора CD 2 = AC 2 + AD 2 , CD 2 = 3 2 + 4 2 , откуда CD = 5 футов. Значит, AB = 3 + 5 = 8футов
Ответ : 8 футов
Задача 3 (из древнеиндийского трактата)
Над озером тихим,
С полфута размером, высился лотоса цвет.
Он рос одиноко. И ветер порывом
Отнес его в сторону.
Нет боле цветка над водой.
Нашел же рыбак его ранней весной
В двух футах от места, где рос.
Итак, предложу я вопрос:
Как озера вода здесь глубока?
Решение задачи 3
Решение:
Треугольник ABC – прямоугольный, AB = AC + ½
Тогда по теореме Пифагора AB 2 = AC 2 + CB 2 , (AC + ½) 2 = AC 2 + 2 2 , AC = 3¾ фута
Ответ: 3¾ фута
http://th-pif.narod.ru
На этом сайте вы сможете найти сведения об истории открытия и доказательства теоремы Пифагора, а так же о самом Пифагоре. Здесь приведены около 30 различных доказательств этой теоремы от древнейндийского математика Басхары до векторного доказательства. Вы сможете узнать, как использовали свойства и теорему прямоугольного треугольника древние египтяне, архитекторы средневековья и как она используется в наше время.
Слайд 2
a2+b2=c2 c a b П
Слайд 3
Пифагор не открыл это свойство прямоугольного треугольника, он, вероятно, первым сумел его обобщить и доказать, перевести тем самым из области практики в область науки. Мы не знаем, как он это сделал. Предполагается, что все же доказательство Пифагора было не принципиальным, а лишь подтверждением, проверкой этого свойства на ряде частных видов треугольников, начиная с равнобедренного прямоугольного треугольника, для которого оно очевидно следует из рис. 1.
Слайд 4
Слайд 5
Доказательства, основанные на использовании понятия равновеликости фигур.
Слайд 6
Ясно, что если от площади квадрата отнять учетверенную площадь прямоугольного треугольника с катетами a, b, то останутся равные площади, т. е. c2 = a2 + b2. Впрочем, древние индусы, которым принадлежит это рассуждение, обычно не записывали его, а сопровождали чертеж лишь одним словом: «смотри!» Вполне возможно, что такое же доказательство предложил и Пифагор.
Слайд 7
Аддитивные доказательства. Эти доказательства основаны на разложении квадратов, построенных на катетах, на фигуры, из которых можно сложить квадрат, построенный на гипотенузе. Доказательство Эйнштейна (рис. 3) основано на разложении квадрата, построенного на гипотенузе, на 8 треугольников.
Слайд 8
На рис. 4 приведено доказательство теоремы Пифагора с помощью разбиения ан-Найризия – средневекового багдадского комментатора «Начал» Евклида. В этом разбиении квадрат, построенный на гипотенузе, разбит на 3 треугольника и 2 четырехугольника. Здесь: ABC – прямоугольный треугольник с прямым углом C; DE = BF. Докажите теорему с помощью этого разбиения. D E
Слайд 9
Доказательства методом достроения. Сущность этого метода состоит в том, что к квадратам, построенным на катетах, и к квадрату, построенному на гипотенузе, присоединяют равные фигуры таким образом, чтобы получились равновеликие фигуры.
Слайд 10
Справедливость теоремы Пифагора вытекает из равновеликости шестиугольников AEDFPB и ACBNMQ. F
Слайд 11
На рис. 13 ABC – прямоугольный, C – прямой угол, CM AB, b1 – проекция катета b на гипотенузу, a1 – проекция катета a на гипотенузу, h – высота треугольника, проведенная к гипотенузе. Из того, что ABC подобен ACM, следует, что b2 = c*b1; (1) из того, что ABC подобен BCM, следует, что a2 = c*a1. (2) Складывая почленно равенства (1) и (2), получим a2 + b2 = c*b1 + c*a1 = c*(b1 + a1) = c2. b
Слайд 12
На рисунке 15 три прямоугольных треугольника составляют трапецию. Поэтому площадь этой фигуры можно находить по формуле площади прямоугольной трапеции, либо как сумму площадей трех треугольников. Доказательство Гарфилда.
Слайд 13
Биография Пифагора. Великий ученый Пифагор родился около 570 г. до н.э. на острове Самосе. Отцом Пифагора был Мнесарх, резчик по драгоценным камням. Имя же матери Пифагора не известно. По многим античным свидетельствам, родившийся мальчик был сказочно красив, а вскоре проявил и свои незаурядные способности. Среди учителей юного Пифагора были старец Гермодамант и Ферекид Сиросский. Целые дни проводил юный Пифагор у ног старца Гермо, внимая мелодии кифары и гекзаметрам Гомера. Страсть к музыке и поэзии великого Гомера Пифагор сохранил на всю жизнь. И, будучи признанным мудрецом, окруженным толпой учеников, Пифагор начинал день с пения одной из песен Гомера. Ферекид же был философом и считался основателем италийской школы философии. Но как бы то ни было, неугомонному воображению юного Пифагора очень скоро стало тесно на маленьком Самосе, и он отправляется в Милет, где встречается с другим ученым - Фалесом. Фалес советует ему отправится за знаниями в Египет, что Пифагор и сделал. В 548 г. до н.э. Пифагор прибыл в Навкратис – самосскую колонию, где было у кого найти кров и пищу.
Слайд 14
Изучив язык и религию египтян, он уезжает в Мемфис. Несмотря на рекомендательное письмо фараона, хитроумные жрецы не спешили раскрывать Пифагору свои тайны, предлагая ему сложные испытания. Но, влекомый жаждой к знаниям, Пифагор преодолел их все, хотя по данным раскопок египетские жрецы не многому могли его научить, т.к. в то время египетская геометрия была чисто прикладной наукой(удовлетворявшей потребность того времени в счете и в измерении земельных участков). Поэтому, научившись всему, что дали ему жрецы, он, убежав от них, двинулся на родину в Элладу. Однако, проделав часть пути, Пифагор решается на сухопутное путешествие, во время которого его захватил в плен Камбиз, царь Вавилона, направлявшийся домой. Не стоит драматизировать жизнь Пифагора в Вавилоне, т.к. великий властитель Кир был терпим ко всем пленникам. Вавилонская математика была, бесспорно, более развитой (примером этому может служить позиционная система исчисления), чем египетская, и Пифагору было чему поучится. Но в 530 г. до н.э. Кир двинулся в поход против племен в Средней Азии. И, пользуясь переполохом в городе, Пифагор сбежал на родину.
Слайд 15
А на Самосе в то время царствовал тиран Поликрат. Конечно же, Пифагора не устраивала жизнь придворного полу раба, и он удалился в пещеры в окрестностях Самоса. После нескольких месяцев притязаний со стороны Поликрата, Пифагор переселяется в Кротон. В Кротоне Пифагор учредил нечто вроде религиозно-этического братства или тайного монашеского ордена(«пифагорейцы»), члены которого обязывались вести так называемый пифагорейский образ жизни. Это был одновременно и религиозный союз, и политический клуб, и научное общество. Надо сказать, что некоторые из проповедуемых Пифагором принципов достойны подражания и сейчас. ...Прошло 20 лет. Слава о братстве разнеслась по всему миру. Однажды к Пифагору приходит Килон, человек богатый, но злой, желая спьяну вступить в братство. Получив отказ, Килон начинает борьбу с Пифагором, воспользовавшись поджогом его дома. При пожаре пифагорейцы спасли жизнь своему учителю ценой своей, после чего Пифагор затосковал и вскоре покончил жизнь самоубийством.
Посмотреть все слайды
Ход урока:
Здравствуйте, садитесь. Меня зовут Людмила Александровна, я рада всех Вас видеть (слайд 1).
Пребудет вечной истина, как скоро
Её познает слабый человек!
И ныне теорема Пифагора верна,
Как и в его далёкий век.
Немецкий писатель-романист Шамиссо.
Эти слова посвящены одной из известнейших теорем математики. Теореме Пифагора (слайд 2).
Перед Вами портрет великого Пифагора (слайд 3). Он известен как древнегреческий философ и педагог. Пифагор - это прозвище, данное ему за красноречие («Пифагор» - значит «убеждающий речью»). Сам он ничего не писал, а все его мысли записывали ученики. Он был первым, кто назвал свои рассуждения о смысле жизни философией.
Трудно найти человека, у которого имя Пифагора не ассоциировалось бы с его теоремой. Пожалуй даже те, кто в своей жизни навсегда распрощался с математикой, сохраняют воспоминания о «пифагоровых штанах». Причина такой популярности - её простота, красота и значимость. В самом деле, теорема Пифагора проста и имеет огромное значение, потому что она применяется в различных областях, а тот факт, что существует около 500 различных доказательств этой теоремы, свидетельствует о её широком применении. Теорема Пифагора заслужила место в «Книге рекордов Гиннеса», как получившая наибольшее число доказательств.
Тема нашего урока «Различные способы доказательства теоремы Пифагора».
Как вы считаете, чем мы с Вами будем заниматься на уроке?
(учащиеся формулируют цель урока).
Конечно же каждый из вас понимает, что за один урок невозможно рассмотреть 500 доказательств, но еще с двумя доказательствами теоремы, помимо рассмотренного вами ранее мы познакомимся.
Вы уже рассмотрели эту теорему, поэтому давайте повторим (слайд 4).
1. К каким треугольникам можно применить теорему Пифагора?
2. Как звучит теорема Пифагора?
3. Чему равна гипотенуза прямоугольного треугольника, катеты которого равны 6см и 8см?
4. Верно ли, что в прямоугольном треугольнике любой из катетов меньше гипотенузы?
5. Гипотенуза прямоугольного треугольника равна 5см, катет 3см. Найти длину второго катета?
Проводится обсуждение и проверка по ответам.
Учитель: Молодцы, мы с вами очень хорошо справились с заданием.
А знаете ли Вы, что доказательство теоремы Пифагора считалось в кругах учащихся средних веков очень трудным и называлось иногда «ослиным мостом» или «бегством убогих», потому что некоторые слабые ученики бежали от геометрии. Они, не пытаясь понять доказательство, просто его зазубривали. Поэтому, возникали различные карикатуры, которые сопровождали доказательство теоремы (слайд 5).
Я думаю, что мы с Вами сможем преодолеть все трудности, и не будем спасаться бегством при рассмотрении доказательств этой теоремы.
Сейчас мы с Вами проведем небольшую лабораторную работу. (Откройте, пожалуйста, тетради, запишите число и классная работа).
(кто-то работает у доски).
Вам нужно (слайд 6):
Начертить в тетрадях прямоугольный треугольник со сторонами 3; 4 и 5 см;
Построить на катетах и гипотенузе квадраты;
Найти площади построенных квадратов.
Оказывается, что мы с Вами рассмотрели один из частных случаев доказательства теоремы Пифагора (слайд 7).
У каждого из Вас лежат листочки с таблицами, которые называются Пифагоровыми тройками (слайд 8).
Пифагоровы тройки
Эти числа обладают рядом интересных особенностей, познакомимся с ними: один из «катетов» должен быть кратным трём;
один из «катетов» должен быть равен четырём;
одно из пифагоровых чисел должно быть кратно пяти.
С помощью предложенных таблиц решите следующие задачи (слайд 9).
«Всё есть число», «Числа правят миром» - изречения Пифагорам (слайд 10). Он считал, что через числа можно выразить все закономерности мира. Нужно отметить, что все Пифагорейцы обожествляли числа и геометрические фигуры. Давайте немного отвлечемся и поговорим о числовой мистике.
Число 1 означало огонь,
4 - воздух,
Сумма этих чисел 10 - весь мир,
5 - любовь.
Проведем физкультминутку и получим заряд энергии от чисел.
Раз, два - встать пора,
Три, четыре - руки шире,
Пять, шесть - тихо сесть,
Семь, восемь - лень отбросим.
Энергией мы зарядились, а сейчас рассмотрим еще одно геометрическое доказательство теоремы (слайд 11). Изобразите пожалуйста чертеж в своих тетрадях.
Этот способ доказательства рассмотрел индийский математик Бхаскара. В пояснение к доказательству он написал только одну строчку: «Смотри!» Другие ученые предположили, что он выражал площадь квадрата, построенного на гипотенузе, как сумму площадей треугольников и площади квадрата. Давайте, восстановим это доказательство. Кто желает выступить в роли учёного?
Получаем: c²=4ab/2+(a-b)²
c=2ab+a²-2ab+b²
Как вы считаете, доказали мы, что квадрат гипотенузы равен сумме квадратов его катетов?
Очень хорошо. Мы надеемся, что ты станешь великим математиком.
А теперь давайте решим ещё несколько задач (слайд 12).
Домашнее задание (слайд 13): Найти интересное, на ваш взгляд, доказательство теоремы Пифагора и красочно его оформить. Лучшими работами оформим стенд.
Скажите, пожалуйста, сколько всего существует доказательств теорем Пифагора?
А сколько доказательств теорем теперь знаете Вы?
Сформулируйте ещё раз теорему.
На следующих уроках вы рассмотрите практическое применение рассмотренной нами теоремы.
По окончанию урока я попрошу каждого из Вас подойти к доске и прикрепить карточку с одним из предложенных Вам чисел. «10»(целый мир), если урок понравился; «5»(любовь) - если, что-то не понравилось и «1»(огонь) - если урок не понравился.
(слайд 14). Благодарю Вас всех за урок, мне было очень приятно с вами сотрудничать.
История теоремы. Древний Китай Исторический обзор начнем с древнего Китая. Здесь особое внимание привлекает математическая книга Чу-пей. В этом сочинении так говорится о пифагоровом треугольнике со сторонами 3, 4 и 5: Исторический обзор начнем с древнего Китая. Здесь особое внимание привлекает математическая книга Чу-пей. В этом сочинении так говорится о пифагоровом треугольнике со сторонами 3, 4 и 5: " Если прямой угол разложить на составные части, то линия, соединяющая концы его сторон, будет 5, когда основание есть 3, а высота 4". В этой же книге предложен рисунок, который совпадает с одним из чертежей индусской геометрии Басхары. В этой же книге предложен рисунок, который совпадает с одним из чертежей индусской геометрии Басхары. Несколько больше известно о теореме Пифагора у вавилонян. В одном тексте, относимом ко времени Хаммураби, т. е. к 2000 г. до н. э., приводится приближенное вычисление гипотенузы прямоугольного треугольника. Отсюда можно сделать вывод, что в Двуречье умели производить вычисления с прямоугольными треугольниками, по крайней мере в некоторых случаях. Геометрия у индусов, как и у египтян и вавилонян, была тесно связана с культом. Весьма вероятно, что теорема о квадрате гипотенузы была известна в Индии уже около 18 века до н. э. Древняя Индия
Кантор (крупнейший немецкий историк математики) считает, что равенство: 3² + 4² = 5² было известно уже египтянам еще около 2300 г. до н. э., во времена царя Аменемхета I (согласно папирусу 6619 Берлинского музея) По мнению Кантора гарпедонапты, или "натягиватели веревок", строили прямые углы при помощи прямоугольных треугольников со сторонами 3, 4 и 5. Очень легко можно воспроизвести их способ построения. Возьмем веревку длиною в 12 м. и привяжем к ней по цветной полоске на расстоянии 3 м. от одного конца и 4 метра от другого. Прямой угол окажется заключенным между сторонами длиной в 3 и 4 метра.
Основываясь, с одной стороны, на сегодняшнем уровне знаний о египетской и вавилонской математике, а с другой - на критическом изучении греческих источников, Ван-дер-Варден (голландский математик) сделал следующий вывод: "Заслугой первых греческих математиков, таких как Фалес, Пифагор и пифагорейцы, является не открытие математики, но ее систематизация и обоснование. В их руках вычислительные рецепты, основанные на смутных представлениях, превратились в точную науку."
Великий ученый Пифагор родился около 570 г. до н.э. на острове Самосе. Отцом Пифагора был Мнесарх, резчик по драгоценным камням. Имя же матери Пифагора неизвестно. По многим античным свидетельствам, родившийся мальчик был сказочно красив, а вскоре проявил и свои незаурядные способности. Страсть к музыке и поэзии великого Гомера Пифагор сохранил на всю жизнь. Вскоре, неугомонному воображению юного Пифагора стало тесно на маленьком Самосе, и он отправляется в Милет, где встречается с другим ученым - Фалесом. Затем отправляется в путешествие и попадает в плен к вавилонскому царю Киру. В 530 г. до н.э. Кир двинулся в поход против племен в Средней Азии. И, пользуясь переполохом в городе, Пифагор сбежал на родину.
А на Самосе в то время царствовал тиран Поликрат. После нескольких месяцев притязаний со стороны Поликрата, Пифагор переселяется в Кротон. В Кротоне Пифагор учредил нечто вроде религиозно- этического братства или тайного монашеского ордена ("пифагорейцы"), члены которого обязывались вести так называемый пифагорейский образ жизни....Прошло 20 лет. Слава о братстве разнеслась по всему миру. Однажды к Пифагору приходит Килон, человек богатый, но злой, желая спьяну вступить в братство. Получив отказ, Килон начинает борьбу с Пифагором, воспользовавшись поджогом его дома. При пожаре пифагорейцы спасли жизнь своему учителю ценой своей, после чего Пифагор затосковал и вскоре покончил жизнь самоубийством.
Теорема Пифагора. В прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Другие формулировки теоремы. У Евклида эта теорема гласит (дословный перевод): "В прямоугольном треугольнике квадрат стороны, натянутой над прямым углом, равен квадратам на сторонах, заключающих прямой угол". В Geometria Culmonensis (около 1400 г.) в переводе теорема читается так: "Итак, площадь квадрата, измеренного по длинной стороне, столь же велика, как у двух квадратов, которые измерены по двум сторонам его, примыкающим к прямому углу".
Простейшее доказательство. Простейшее доказательство теоремы получается в простейшем случае равнобедренного прямоугольного треугольника. В самом деле, достаточно просто посмотреть на мозаику равнобедренных прямоугольных треугольников, чтобы убедиться в справедливости теоремы. Например, для треугольника ABC: квадрат, построенный на гипотенузе АС, содержит 4 исходных треугольника, а квадраты, построенные на катетах -по два.
Доказательство методом вычитания. Познакомимся с другим доказательством методом вычитания. Знакомый нам чертеж теоремы Пифагора заключим в прямоугольную рамку, направления сторон которой совпадают с направлениями катетов треугольника. Продолжим некоторые из отрезков фигуры так, как указано на рисунке, при этом прямоугольник распадается на несколько треугольников, прямоугольников и квадратов. Выбросим из прямоугольника сначала несколько частей так чтобы остался лишь квадрат, построенный на гипотенузе. Эти части следующие: 1. треугольники 1, 2, 3, 4; 2. прямоугольник 5; 3. прямоугольник 6 и квадрат 8; 4. прямоугольник 7 и квадрат 9;
Затем выбросим из прямоугольника части так, чтобы остались только квадраты, построенные на катетах. Этими частями будут: 1. прямоугольники 6 и 7; 2. прямоугольник 5; 3. прямоугольник 1(заштрихован); 4. прямоугольник 2(заштрихован); Нам осталось лишь показать, что отнятые части равновелики. Это легко видеть в силу расположения фигур. Из рисунка ясно, что: 1. прямоугольник 5 равновелик самому себе; 2. четыре треугольника 1,2,3,4 равновелики двум прямоугольникам 6 и 7; 3. прямоугольник 6 и квадрат 8, взятые вместе, равновелики прямоугольнику 1 (заштрихован);; 4. прямоугольник 7 вместе с квадратом 9 равновелики прямоугольнику 2(заштрихован); Теорема доказана
Доказательство Эйнштейна Точки E, C и F лежат на одной прямой; это следует из несложных расчётов градусной меры угла ECF (он развёрнутый). CD проводим перпендикулярно EF. Продолжены вверх левая и правая стороны квадрата, построенного на гипотенузе, до пересечения с EF; продолжена сторона ЕА до пересечения с CD. Соответственно равные треугольники одинаково пронумерованы.
В самом деле, треугольники ABD и BFC равны по двум сторонам и углу между ними: FB = AB, BC = BD, а углы между ними равны как тупые углы со взаимно перпендикулярными сторонами. S ABD = 0,5 S BJLD, так как у треугольника ABD и прямоугольника BJLD общее основание BD и общая высота LD. Аналогично S FBC=0,5 S ABFH (BF-общее основание, АВ-общая высота). Отсюда, учитывая, что S ABD= S FBC, имеем S BJLD= S ABFH. Аналогично, если вы проведёте отрезок АЕ используете равенство треугольников ВСК и АСЕ, то докажете, что S JCEL= S ACKG. Итак, S ABFH+ S ACKG= S BJLD+ S JCEL= S BCED, что и требовалось доказать. Это доказательство было приведено Евклидом в его "Началах". По свидетельству Прокла (Византия), оно придумано самим Евклидом. Доказательство Евклида приведено в предложении 47 первой книги "Начал". На гипотенузе и катетах прямоугольного треугольника АВС строятся соответствующие квадраты и доказывается, что прямоугольник BJLD равновелик квадрату ABFH, а прямоугольник JCEL - квадрату АGКС. Тогда сумма площадей квадратов на катетах будет равна площади квадрата на гипотенузе.
Вторая тайна – точно неустановленное количество доказательств знаменитой теоремы Пифагора Самосского. Именно по этому поводу я решила провести социологический опрос, который показал, что большинство людей старшего поколения согласны с существованием 250 доказательств, хотя мне из дополнительных источников известно, что существует более 350 доказательств этой теоремы, поэтому она даже попала в Книгу рекордов Гиннеса! Но, конечно же, принципиально различных идей в этих доказательствах используется сравнительно немного.
Третья тайна – это то, что теорема Пифагора является сегодня символом математики. Четвёртая тайна – теорема Пифагора представляет нам богатейший материал для обобщения – важнейшего вида мыслительной деятельности, основы теоретического мышления, которым в совершенстве владеют многие учёные. Здесь можно добавить, что от теоремы Пифагора можно перейти к другим теоремам.
Пятая тайна заключается в том, что некоторые исследователи приписывают Пифагору доказательство, которое Евклид приводил в первой книге своих «Начал». С другой стороны, Прокл (математик V в.) утверждал, что доказательство в «Началах» принадлежало самому Евклиду. Но всё- таки сегодня способ доказательства Пифагора остаётся неизвестным.
Шестая тайна – легенды о самом Пифагоре, человеке, который первым доказал эту теорему. Существует легенда, что когда Пифагор Самосский доказал свою теорему, он отблагодарил богов, принеся в жертву 100 быков. Также о гипнотических способностях учёного ходили легенды: будто он одним своим взглядом мог менять направление полёта птиц. А ещё рассказывали, что этого удивительного человека одновременно видели в разных городах, между которыми было несколько дней пути. И что ему якобы принадлежало «колесо фортуны», вращая которое, он не только предсказывал будущее, но и вмешивался, если это было необходимо, в ход событий.
Материалы по теме:
Подписаться на еженедельную рассылку iamastudent.ru
|
