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请问做勾股定理的解答题(初2内容的)

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/04/28 01:19:27
请问做勾股定理的解答题(初2内容的)
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请问做勾股定理的解答题(初2内容的)
【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
  , 整理得 .
  【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 .
  ∴ . ∴ .
  【证法3】(赵爽证明)
  以a、b 为直角边(b>a), 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 .
  ∴ .
  ∴ .
  【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 .
  又∵ ∠DAE = 90º, ∠EBC = 90º,
  ∴ AD‖BC.
  ∴ ABCD是一个直角梯形,它的面积等于 .
  ∴ .
  ∴ .
  【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
  ,
  ∴ .
  【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(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 = 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 ,
  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 .
  【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 .
  同理可证,ΔCDB ∽ ΔACB,从而有 .
  ∴ ,即 .
  【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(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. 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
  ①
  ∵ = ,
  ,
  ∴ = . ②
  把②代入①,得
  = = .
  ∴ .
  【证法10】(李锐证明)
  设直角三角形两直角边的长分别为a、b(b>a),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 .
  ∵ , , ,
  又∵ , , ,
  ∴
  =
  = ,
  即 .
  【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
  =
  =
  = ,
  即 ,
  ∴ .
  【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 = c,AD = BC = a,
  AC = BD = b,
  ∴ ,即 ,
  ∴ .
  【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,
  ∴
  = = r + r = 2r,
  即 ,
  ∴ .
  ∴ ,
  即 ,
  ∵ ,
  ∴ ,
  又∵ = =
  = = ,
  ∴ ,
  ∴ ,
  ∴ , ∴ .
  【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 ,即假设 ,则由
  = =
  可知 ,或者 . 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.
  ∴ .
  【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 = .
  ∴ ,
  ∴ .
  【证法16】(陈杰证明)
  设直角三角形两直角边的长分别为a、b(b>a),斜边的长为c. 做两个边长分别为a、b的正方形(b>a),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.
  ∵ , , ,
  ,
  ∴
  =
  =
  =
  ∴ .