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勾股定理的历史

发布时间: 2020-11-19 09:12:18

A. 勾股定理的历史

勾股定理:在直角三角形中,两直角边的平方和等于斜边的平方.

勾股定理是初等几何中的一个基本定理.这个定理有十分悠久的历史,几乎所有文明古国(希腊、中国、埃及、巴比伦、印度等)对此定理都有所研究,希腊著名数学家毕达哥拉斯(前580至568- 前501至500)曾对本定理有所研究,故西方国家均 称此定理为毕达哥拉斯定理,据说毕达哥拉斯十分喜爱这个定理,当他在公元前550前年左右发现这个定理时,宰杀了百头牛羊以谢神的默示.但毕达哥拉斯对勾股定理的证明方法已经失传.著名的希 腊数学家欧几里得(前330-前275)在巨著《几何原本》(第Ⅰ卷,命题47)中给出一个很好的证明(如图1):分别以直角三角形的直角边AB,AC及斜边BC向外作正方形,ABFH,AGKC及BCED,连FC,BK,作AL⊥DE.则欧几里得通过△BCF及△BCK为媒介.证明了正方形ABFH与矩形BDLM及正方形ACKG与矩形MLEC等积,于是推得AB2+AC2=BC2.

在我国,这个定理的叙述最早见于《周髀算经 》(大约成书于公元前一世纪前的西汉时期),书中有一段商高(约前1120)答周公问中有“勾广三 ,股修四,经隅五”的话,意即直角三角形的两条直角边是3及4、则斜边是5.书中还记载了陈子( 前716)答荣方问:“若求邪至日者,以日下为勾,日高为股,勾股各自乘,并而开方除之、得邪至日”,古汉语中邪作斜解,因此这一句话明确陈述了勾股定理的内容.至三国的赵爽(约3世纪),在他的数学文献《勾股圆方图》中(作为《周髀算经》的注文,而被保留于该书之中).运用弦图,巧妙的证明了勾股定理,如图2.他把三角形涂成红色,其面积叫“朱实”,中间正方形涂成黄色叫做“中黄实”,也叫“差实”.他写道:“按弦图,又可勾股相乘为朱实二,倍之为朱实四,以勾股之差相乘为中黄实,加差实,亦称弦实”.若用现在的符号,分别用a、b、c记勾、股、弦之长,赵爽所述即2ab+(a-b)2=c2,化简之得a2+b2=c2.

B. 勾股定理的历史来源

来源:
毕达哥拉斯树是一个基本的几何定理,传统上认为是由古希腊的毕达哥拉斯所证明。据说毕达哥拉斯证明了这个定理后,即斩了百头牛作庆祝,因此又称“百牛定理”。在中国,《周髀算经》记载了勾股定理的一个特例,相传是在商代由商高发现,故又有称之为商高定理;三国时代的赵爽对《周髀算经》内的勾股定理作出了详细注释,作为一个证明。法国和比利时称为驴桥定理,埃及称为埃及三角形。我国古代把直角三角形中较短得直角边叫做勾,较长的直角边叫做股,斜边叫做弦。

C. 勾股定理历史背景,中国古代与国际上的有关资料

在中国,商朝时期的商高提出了“勾三股四玄五”的勾股定理的特例。在西方,最早提出并证明此定理的为公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯学派,他用演绎法证明了直角三角形斜边平方等于两直角边平方之和。

公元前十一世纪,周朝数学家商高就提出“勾三、股四、弦五”。《周髀算经》中记录着商高同周公的一段对话。

远在公元前约三千年的古巴比伦人就知道和应用勾股定理,他们还知道许多勾股数组。美国哥伦比亚大学图书馆内收藏着一块编号为“普林顿322”的古巴比伦泥板,上面就记载了很多勾股数。古埃及人在建筑宏伟的金字塔和测量尼罗河泛滥后的土地时,也应用过勾股定理。

勾股定理现约有500种证明方法,是数学定理中证明方法最多的定理之一。勾股定理是人类早期发现并证明的重要数学定理之一,用代数思想解决几何问题的最重要的工具之一,也是数形结合的纽带之一。

(3)勾股定理的历史扩展阅读

如今国际普遍认为最早证明该定理的人是古希腊的毕达哥拉斯。他是在公元前六世纪完成证明的。也因为这个原因,所以国际上称之为毕达哥拉斯定理。而中国历史上明确证明该定理的是公元三世纪三国时期吴国人赵爽。他用弦图证明了这一定理。

而我们在认清勾股根本就是不是人,更谈不上数学家。勾股以及弦,在古汉语里指的是直角三角形的三条边。直角三角形三条边中最短边为勾,最长的边叫弦,另一个边是股,等腰直角三角形则勾股相同。早在西周时期,一个叫商高的人就提出了勾三股四弦五。

所以这个定理又叫商高定理。按照《周髀算经》的说法,商高给出了证明勾股定理的思路。但是考证历史我们发现了一个可悲的事情:商高是后人假托的。换言之,西周是否有过商高都成立问题,所以就不能说这个定理最早是商高证明的。而且,根据大量旁证,推算该书成书大约在公元前100年。

更关键的是,书里没有给出明确的证明,而是提了一个大概的思路。这就导致这一定理的证明不能算到商高头上了。数学史上提出思路但没有给出严格证明的案例太多了,其中不乏许多思路是错的案例。

D. 勾股定理的历史什么书有介绍还有一些关于

勾股定理引自网络词条:

中国

公元前十一世纪,周朝数学家商高就提出“勾三、股四、弦五”。《周髀算经》中记录着商高同周公的一段对话。商高说:“…故折矩,勾广三,股修四,经隅五。”意为:当直角三角形的两条直角边分别为3(勾)和4(股)时,径隅(弦)则为5。以后人们就简单地把这个事实说成“勾三股四弦五”,根据该典故称勾股定理为商高定理。[2] 公元三世纪,三国时代的赵爽对《周髀算经》内的勾股定理作出了详细注释,记录于《九章算术》中“勾股各自乘,并而开方除之,即弦”,赵爽创制了一幅“勾股圆方图”,用形数结合得到方法,给出了勾股定理的详细证明。后刘徽在刘徽注中亦证明了勾股定理。[2] 在中国清朝末年,数学家华蘅芳提出了二十多种对于勾股定理证法。[5] 外国远在公元前约三千年的古巴比伦人就知道和应用勾股定理,他们还知道许多勾股数组。美国哥伦比亚大学图书馆内收藏着一块编号为“普林顿322”的古巴比伦泥板,上面就记载了很多勾股数。古埃及人在建筑宏伟的金字塔和测量尼罗河泛滥后的土地时,也应用过勾股定理。[6-7] 公元前六世纪,希腊数学家毕达哥拉斯证明了勾股定理,因而西方人都习惯地称这个定理为毕达哥拉斯定理。[8] 公元前4世纪,希腊数学家欧几里得在《几何原本》(第Ⅰ卷,命题47)中给出一个证明。[9] 1876年4月1日,加菲尔德在《新英格兰教育日志》上发表了他对勾股定理的一个证法。1940年《毕达哥拉斯命题》出版,收集了367种不同的证法。[10]

E. 什么是勾股定理历史记载有哪些

在“规”、“矩”的有关记载中,最重要的命题就是勾股定理。勾股定理是我国早期数学史上最重大的发现之一。《周髀算经》记载,西周初期周公与商高讨论天文学问题时提到“故折矩,以为勾广三,股修四,径隅五”,即勾股形三边之比3:4:5,这是特殊形式的勾股定理。此外,该书还提到“环矩以为圆”的性质。《周髀算经》约成书于公元前一世纪,时代较晚。因此,有人怀疑该书所记周公与商高问答的可靠性。当然,有关勾股定理的发现时代问题。还需要更多的佐证。但联系到中国远古时代水利与建筑工程的复杂程度与所需的测量知识,我国很早就发现了一般形式的勾股定理,这是毋庸置疑的。

F. 勾股定理历史小论文

在初二上半学期,我们学习了“勾股定理”,也第一次接触到了初等几何。“在直角三角形中,两条直角边的平方和等于斜边的平方。”这个定理虽然只有简单的一句话,但它却有着十分悠久的历史,尤其是它那“数形结合”、“数形统一”的思想方法,启迪和促进了我国乃至世界的数学发展。勾股定理是几何中最著名的定理之一,它在数学研究与人类实践的活动中有着极其广泛的应用,可见掌握这一区域性的知识的重要性。
勾股定理在西方被称为毕达哥拉斯定理,相传是古希腊数学家毕达哥拉斯于公元前550年首先发现的。其实,我国古代人民对这一数学定理的发现和应用,远比毕达哥拉斯要早得多。
勾股定理是几何学中的明珠,所以它充满魅力,千百年来,人们对它的证明趋之若骛,其中有著名的数学家,也有业余数学爱好者,有普通的老百姓,也有尊贵的政要权贵,甚至有国家总统。也许是因为勾股定理既重要又简单,更容易吸引人,才使它成百次地反复被人炒作,反复被人论证。1940年出版过一本名为《毕达哥拉斯命题》的勾股定理的证明专辑,其中收集了367种不同的证明方法。实际上还不止于此,有资料表明,关于勾股定理的证明方法已有 500余种,仅我国清末数学家华蘅芳就提供了二十多种精彩的证法。这是任何定理无法比拟的。
勾股定理是历史上证发最多的定理之一,也是数学中最重要的结论之一。作为勾股定理的初学者,能够接触到如此的数学文明很幸福,要真正的掌握虽然不简单,但是我们一定要努力扎实的学好它。

G. 勾股定理的历史以及应用

在国外,尤其在西方,勾股定理通常被称为毕达哥拉斯定理.这是由于,他们认为最早发现直角三角形具有“勾2+股2=弦2”这一性质并且最先给出严格证明的是古希腊的数学家毕达哥拉斯(Pythagoras,约公元前580-公元前500).

实际上,在更早期的人类活动中,人们就已经认识到这一定理的某些特例.除我国在公元前1000多年前发现勾股定理外,据说古埃及人也曾利用“勾三股四弦五”的法则来确定直角.但是,这一传说引起过许多数学史家的怀疑.比如,美国的数学史家M·克莱因教授曾经指出:“我们也不知道埃及人是否认识到毕达哥拉斯定理.我们知道他们有拉绳人(测量员),但所传他们在绳上打结,把全长分成长度为3、4、5的三段,然后用来形成直角三角形之说,则从未在任何文件上得到证实.”不过,考古学家们发现了几块大约完成于公元前2000年左右的古巴比伦的泥版书,据专家们考证,其中一块上面刻有如下问题:“一根长度为30个单位的棍子直立在墙上,当其上端滑下6个单位时,请问其下端离开墙角有多远?”这是一个三边为3:4:5三角形的特殊例子;专家们还发现,在另一块版板上面刻着一个奇特的数表,表中共刻有四列十五行数字,这是一个勾股数表:最右边一列为从1到15的序号,而左边三列则分别是股、勾、弦的数值,一共记载着15组勾股数.这说明,勾股定理实际上早已进入了人类知识的宝库.

无论是古埃及人、古巴比伦人还是我们中国人谁最先发现了勾股定理,我们的先人在不同的时期、不同的地点发现的这同一性质,显然不仅仅是哪一个民族的私有财产而是我们全人类的共同财富.值得一提的是:在发现这一共同性质后的收获却是不完全相同的.下面以“毕达哥拉斯定理”和“勾股定理”为例,做一简单介绍:

一、毕达哥拉斯定理

毕达哥拉斯是一个古希腊人的名字.生于公元前6世纪的毕达哥拉斯,早年曾游历埃及、巴比伦(另一种说法是到过印度)等地,后来移居意大利半岛南部的克罗托内,并在那里组织了一个集政治、宗教、数学于一体的秘密团体毕达哥拉斯学派,这个学派非常重视数学,企图用数来解释一切.他们宣称,数是宇宙万物的本原,研究数学的目的并不在于实用,而是为了探索自然的奥秘.他们对数学看法的一个重大贡献是有意识地承认并强调:数学上的东西如数和图形是思维的抽象,同实际事物或实际形象是截然不同的.有些原始文明社会中的人(如埃及人和巴比伦人)也知道把数脱离实物来思考,但他们对这种思考的抽象性质所达到的自觉认识程度,与毕达哥拉斯学派相比,是有相当差距的.而且在希腊人之前,几何思想是离不开实物的.例如,埃及人认为,直线就是拉紧的绳或田地的一条边;而矩形则是田地的边界.毕达哥拉斯学派还有一个特点,就是将算术和几何紧密联系起来.

正因为如此,毕达哥拉斯学派在他们的探索中,发现了既属于算术又属于几何的用三个整数表示直角三角形边长的公式:若2n+1,2n2+2n分别是两直角边,则斜边是2n2+2n+1(不过这法则并不能把所有的整勾股数组表示出来).也正是由于上述原因,这个学派通过对整勾股数的寻找和研究,发现了所谓的“不可通约量”例如,等腰直角三角形斜边与一直角边之比即正方形对角线与其一边之比不能用整数之比表达.为此,他们把那些能用整数之比表达的比称做“可公度比”,意即相比两量可用公共度量单位量尽,而把不能这样表达的比称做“不可公度比”.像我们今日写成:1的比便是不可公度比.至于与1不能公度的证明也是毕达哥拉斯学派给出的.这个证明指出:若设等腰直角三角形斜边能与一直角边公度,那么,同一个数将既是奇数又是偶数.证明过程如下:设等腰直角三角形斜边与一直角边之比为:,并设这个比已表达成最小整数之比.根据毕达哥拉斯定理2=2+2,有2=22.由于22为偶数即x2为偶数,所以必然也是偶数,因为任一奇数的平方必是奇数(任一奇数可表示为2n+1,于是(2n+1)2=4n2+4n+1,这仍是一个奇数.但是比:是既约的,因此,必然不是偶数而是奇数,既然是偶数,故可设=2.于是2=42=22.因此,2=22,这样,2是个偶数,于是也是偶数,但是同时又是个奇数,这就产生了矛盾.

关于对毕达哥拉斯定理的证明,现在人类保存下来的最早的文字资料是欧几里得(公元前300年左右)所著的《几何原本》第一卷中的命题47:“直角三角形斜边上的正方形等于两直角边上的两个正方形之和”.实际上,毕达哥拉斯学派关心得更多的是数学问题本身的研究;以毕达哥拉斯学派为代表的古希腊数学是以空间形式为主要研究对象,以逻辑上的演绎推理为主要的理论形式.而毕达哥拉斯定理的发现(关于可公度比与不可公度比的研究、讨论),实际上导致了无理数的发现,尽管毕达哥拉斯学派不愿意接受这样的数,并因此造成了数学史上所谓的第一次数学危机,但是毕达哥拉斯学派的探索仍然是功不可没的.

二、我国的勾股定理

在我国,至今可查的有关勾股定理的最早记载,是大约公元前1世纪前后成书的《周髀算经》,其中有一段公元前1千多年前的对话:“昔者周公问于商高曰:窃闻乎大夫善数也,请问古者包牺立周天历度,夫天不可阶而升,地不可得尺寸而度.请问数安从出?商高曰:数之法,出于圆方.圆出于方,方出于矩,矩出于九九八十一.故折矩,以为勾广三,股修四,径隅五.”

《周髀算经》中还有“陈子测日”的记载:根据勾股定理,周子可以测出日高及日远.例如,当求得了日高及测得了测量人所在位置到日下点的距离之后,计算日远的方法是:“若求邪至日者,以日下为勾,日高为股,勾股自乘,并开方而除之,得邪至日者.”

《周髀算经》是我国流传至今的一部最早的数学著作.书中主要讲述了学习数学的方法以及用勾股定理来计算高深远近和比较复杂的分数计算等.在唐代,《周髀算经》与其他九部陆续出现在我国汉唐两代千余年间的数学著作一起,被国子监算学馆定为课本,后世通称这十本书为《算经十书》.《算经十书》较全面地反映了自先秦至唐初我国的数学成就.其中许多书中都涉及到了勾股定理的内容,尤其《九章算术》(《算经十书》之一)第九章“勾股”专门讲解有关直角三角形的理论,所讨论的主要内容就是勾股定理及其应用.该章共有设问24题,提出22术.其中第6题是有名的“引葭赴岸”:“今有池方一丈,葭生其中央.出水一尺,引葭赴岸,适与岸齐.问水深、葭长各几何.”这是一个流传甚广的题目,类似题目一再在其他书中出现,例如成书于5世纪中叶的《张邱建算经》(《算经十书》之一)、朱世杰所著的《四元玉鉴》(1303年)等.

我们的先辈们还根据勾股定理发明了一种由互相垂直的勾尺和股尺构成的测量工具矩.如,《周髀算经》中记载了商高对用矩之道的论述:“平矩以正绳,偃矩以望高,复矩以测深,卧矩以知远.”又如,我国魏晋间杰出的数学家刘徽在他的名著《海岛算经》(《算经十书》之一)中共列出了9个有代表性的可用矩解决的测望问题,其中第4个问题是:“今有望深谷,偃矩岸上,令勾高六尺,从勾端望谷底,入下股九尺一寸,又设重矩于上,其矩间相去三丈,更从勾端望谷底,入上股八尺五寸,问谷深几何.”

我国最早的关于勾股定理的证明,目前人们认为是汉代赵爽对《周髀算经》的注释.
我国古代的数学与古希腊的数学不大一样.实际上,我国数学的主要研究对象不是空间形式,而是数量关系;其理论形式不是逻辑演绎体系,而是以题解为中心的算法体系.与古希腊数学采取层层论证的思维方式不同,我国古代数学家的思维方式是以直觉思维为主,又以类比为发现和推论结果的主要手段.

对于勾股定理,我国古代的数学家没有把主要精力放在仅仅给出严格的逻辑推理证明上,也没有在不可通约量究竟是什么性质的数上面做文章,而是立足于对由此可以解决的一类实际问题算法的深入研究.通过在直角三角形范围内讨论与勾股定理、相似直角三角形性质定理有关的命题,他们推出了一种组合比率算法勾股术.勾股术把相似直角三角形的概念作为基本概念,把相似直角三角形的性质作为基本性质,使相似直角三角形之间的相似比率构成了勾股的核心.勾股术用比率表达相似勾股对应边成比例的原理,勾股整数和勾股两容(容圆、容方)问题的求解;建立了勾股测量的理论基础.后来,刘徽实际上把相似勾股形理论确定为勾股比率论,并明确提出了“不失本率原理”,又把这个原理与比例算法结合起来,去论证各种各样的勾股测量原理,从而为我国古代的勾股测望术建立了坚实的理论基础.

有的专家还提出:勾股定理在我国古代数学中占有十分重要的地位,千百年来逐渐形成了一门以勾股定理及其应用为核心的中国式的几何学.

H. 求勾股定理的历史、冷知识等的资料

勾股定理的发展历史
中国:
公元前十一世纪,周朝数学家商高就提出“勾三、股四、弦五”。《周髀算经》中记录着商高同周公的一段对话。商高说:“…故折矩,勾广三,股修四,经隅五。”意为:当直角三角形的两条直角边分别为3(勾)和4(股)时,径隅(弦)则为5。以后人们就简单地把这个事实说成“勾三股四弦五”,根据该典故称勾股定理为商高定理。
公元三世纪,三国时代的赵爽对《周髀算经》内的勾股定理作出了详细注释,记录于《九章算术》中“勾股各自乘,并而开方除之,即弦”,赵爽创制了一幅“勾股圆方图”,用形数结合得到方法,给出了勾股定理的详细证明。后刘徽在刘徽注中亦证明了勾股定理。
在中国清朝末年,数学家华蘅芳提出了二十多种对于勾股定理证法。
外国:
在公元前约三千年的古巴比伦人就知道和应用勾股定理,还知道许多勾股数组。美国哥伦比亚大学图书馆内收藏着一块编号为“普林顿322”的古巴比伦泥板,上面就记载了很多勾股数。古埃及人在建筑宏伟的金字塔和测量尼罗河泛滥后的土地时,也应用过勾股定理。
公元前六世纪,希腊数学家毕达哥拉斯证明了勾股定理,因而西方人都习惯地称这个定理为毕达哥拉斯定理。
公元前4世纪,希腊数学家欧几里得在《几何原本》(第Ⅰ卷,命题47)中给出一个证明。
1876年4月1日,加菲尔德在《新英格兰教育日志》上发表了对勾股定理的一个证法。
1940年《毕达哥拉斯命题》出版,收集了367种不同的证法。

冷知识
1、希帕索斯利用勾股定理发现了第一个无理数,导致第一次数学危机。
2、华罗庚建议向外太空发射有关勾股定理的图案。
3、2002年国际数学家大会会标为“弦图”。

I. 勾股定理起源

公元前11世纪,周朝数学家商高就提出“勾三、股四、弦五”。《周髀算经》中记录着商高同周公的一段对话。商高说:“…故折矩,勾广三,股修四,经隅五。”意为:当直角三角形的两条直角边分别为3(勾)和4(股)时,径隅(弦)则为5。以后人们就简单地把这个事实说成“勾三股四弦五”,根据该典故称勾股定理为商高定理。

到公元3世纪,三国时代的赵爽对《周髀算经》内的勾股定理作出了详细注释,记录于《九章算术》中“勾股各自乘,并而开方除之,即弦”,赵爽创制了一幅“勾股圆方图”,用形数结合得到方法,给出了勾股定理的详细证明。后刘徽在刘徽注中也证明了勾股定理。

西方最早提出并证明此定理的为公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯学派,他用演绎法证明了直角三角形斜边平方等于两直角边平方之和。所以在西方,勾股定理称为“毕达哥拉斯定理”。

关于勾股定理的名称,在我国,以前叫毕达哥拉斯定理,这是随西方数学传入时翻译的名称。20世纪50年代,学术界曾展开过关于这个定理命名的讨论,最后用“勾股定理”,得到教育界和学术界的普遍认同。

(9)勾股定理的历史扩展阅读

意义

1.勾股定理的证明是论证几何的发端;

2.勾股定理是历史上第一个把数与形联系起来的定理,即它是第一个把几何与代数联系起来的定理;

3.勾股定理导致了无理数的发现,引起第一次数学危机,大大加深了人们对数的理解;

4.勾股定理是历史上第—个给出了完全解答的不定方程,它引出了费马大定理;

5.勾股定理是欧氏几何的基础定理,并有巨大的实用价值.这条定理不仅在几何学中是一颗光彩夺目的明珠,被誉为“几何学的基石”,而且在高等数学和其他科学领域也有着广泛的应用。

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