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同学们好!今天我们来探索数学中最著名的定理之一——勾股定理。想象一下,你是古代的建筑师,需要建造房屋时确保墙角是完美的直角。古人发现了一个神奇的规律:当三角形的三边长度比例为3比4比5时,这个三角形一定是直角三角形!这个发现后来发展成了勾股定理:在直角三角形中,两条直角边的平方和等于斜边的平方。
现在我们开始一个有趣的拼图游戏来证明勾股定理!首先,我们需要准备四个完全相同的直角三角形。每个三角形都有两条直角边,长度分别是a和b,还有一条斜边,长度是c。这四个三角形就像拼图的积木一样,我们将用它们来揭示勾股定理的奥秘。注意看,每个三角形都是一样的,只是颜色不同,这样我们更容易区分它们。
现在开始第一种拼法!我们把四个直角三角形围绕着一个小正方形拼成一个大正方形。看,中间的小正方形边长正好是c,也就是原来三角形的斜边长度。这个大正方形的边长是a加b。我们可以用两种方法计算这个大正方形的面积:第一种方法,边长是a加b,所以面积是a加b的平方。第二种方法,面积等于四个三角形的面积加上中间小正方形的面积,也就是2ab加c的平方。
现在我们来看第二种拼法!我们把同样的四个三角形重新排列,让它们的直角都朝向大正方形的四个角。这样排列后,中间就留出了两个小正方形:一个边长为a,面积是a的平方;另一个边长为b,面积是b的平方。注意,这个大正方形的边长还是a加b,面积还是a加b的平方。但是现在,这个面积等于四个三角形的面积加上两个小正方形的面积,也就是2ab加a的平方加b的平方。
太棒了!现在我们来看神奇的结论!两种拼法得到的大正方形面积都是a加b的平方,所以它们相等。这意味着:2ab加c的平方等于2ab加a的平方加b的平方。现在我们把等式两边的2ab都消去,就得到了:c的平方等于a的平方加b的平方!这就是著名的勾股定理!通过这个巧妙的拼图游戏,我们用面积的方法证明了勾股定理。这个定理告诉我们,在任何直角三角形中,两条直角边的平方和总是等于斜边的平方。勾股定理不仅美妙,而且在生活中有很多实用的应用!