视频字幕
勾股定理是几何学中最重要的定理之一。它表述为:在直角三角形中,两条直角边的平方和等于斜边的平方,即a²加b²等于c²。今天我们将用拼图法来直观地证明这个定理。拼图法的核心思想是通过两种不同的拼图方式,利用面积相等的原理来证明定理的正确性。
现在我们开始构建拼图法证明的基础框架。首先,我们画出一个大正方形,它的边长为a加b,因此总面积为a加b的平方。接下来,我们准备四个完全相同的直角三角形。为了便于区分,我们用不同颜色标注三角形的三条边:a边用蓝色标注,b边用红色标注,斜边c用绿色标注。这些三角形将是我们进行拼图证明的基本元素。
现在我们开始第一种拼图方法。在边长为a加b的大正方形内,我们依次拼入四个相同的直角三角形。注意三角形的摆放方式:它们分别放置在正方形的四个角落。拼入三角形后,剩余的空白区域恰好形成两个小正方形。其中蓝色的小正方形边长为a,面积为a的平方;红色的小正方形边长为b,面积为b的平方。因此,这种拼法的剩余面积总和为a的平方加b的平方。
现在我们展示第二种拼图方法。我们使用完全相同的大正方形,边长仍然是a加b,以及相同的四个直角三角形。但这次我们采用不同的摆放方式。四个三角形围绕中心排列,它们的摆放使得剩余的空白区域形成一个完整的正方形。这个中央的绿色正方形边长为c,也就是直角三角形的斜边长度,因此它的面积为c的平方。通过这种拼法,剩余面积就等于c的平方。
现在我们来完成最关键的推导步骤。我们将两种拼法的结果并列展示。左边是第一种拼法,剩余面积为a的平方加b的平方;右边是第二种拼法,剩余面积为c的平方。关键在于:两种拼法使用了完全相同的大正方形和完全相同的四个直角三角形,只是摆放方式不同。既然使用的材料完全相同,那么剩余的面积必须相等。因此我们得出:a的平方加b的平方等于c的平方。这就是著名的勾股定理!通过这种直观的拼图方法,我们成功证明了勾股定理的正确性。