教初中的老师们都常半开玩笑地说这样一句话:“初一是基础,初二是关键,要不然初三就完蛋!”初中的数学知识也不例外,初中数学是一个完整的体系.其中,初中二年级的难点最多,初中三年级的考点最多,而初一年级的数学知识点虽然很多,但相对而言都比较简单.因此,很多同学在刚刚进入初中数学的学习时,常常感觉比较简单,甚至觉得和小学没有什么区别,因而并没有感到压力.这些同学往往对初一的数学知识不够重视,与此同时也慢慢积累了很多小问题,而这些问题在学生进入初二年级,遇到很多综合题或复杂的题目时,就会很快凸显出来.这时,学生会感到跟不上老师的进度,感觉学习数学越来越吃力.究其根源,还是因为这部分同学对初中一年级的数学知识不够重视,没有打下坚实的基础. 下面我先具体列举一下初一年级同学在数学学习中主要存在的问题: 1.不能端正学习态度,没有兴趣,甚至存在害怕数学的心理,缺乏主动积极学习的意向. 2.没有养成良好的学习习惯(预习、认真听讲、记录笔记、归纳总结、复习等). 3.在知识上,对数学定义、概念等基本知识点的理解不够准确,只停留在一知半解的层次,特别是对特殊情况等的把握十分含糊. 4.数学能力(审题能力、计算能力、分析方法、数学思想等)或多或少总存在欠缺,导致各种小错误,不能完整的完成题目. 5.在实践做题中,不能领会出题者的意思,简单的说,不能把握题目的关键,找不到正确的解题思路. 6.平时做题速度较慢,考试时不能在规定时间内完成试卷. 以上这些问题如果不能在学生初一阶段得到改善,将会直接导致学生在初二两极分化的阶段出现数学成绩大幅滑坡,甚至导致在初三年级的学习中存在更大的障碍.相反的,如果学生能够在初一的学习过程中打好基础,那么初二的学习只是在知识点上的增多和加深,而在学习习惯和学习方法上,学生是很容易适应的. 那么,针对以上学生容易存在的问题,怎样才能帮助学生打好初一年级的数学基础呢? 我认为有以下几点值得注意: 1)端正学习态度. 任何一个学科都有其各自的学科特点,数学也不例外.只要养成良好的学习习惯,掌握科学正确的方法方法,就一定能够学好数学.但是,数学学习不能投机取巧,数学学习没有捷径可走,要明白保证做题的数量和质量是学好数学的必经之路. 2)养成良好的学习习惯. 课前预习,带着问题听课.看两遍书:第一遍大概了解下一讲或下一章的内容、知识枝干以及重难点等.第二遍对重要的概念、性质、判定、公式等反复阅读,思考其内在联系及其因果关系,并在不明白的地方作上记号,带着问题去听课,也便于求教老师. 课上认真听讲,会记笔记.初一的学生往往对课程的增多、课堂学习量的加大感到不适应,顾此失彼,很大一部分学生觉得数学没有笔记可记,有笔记的学生也记得不够合理,认为教师在黑板上所写的都记下来就是认真听讲,盲目的用记笔记代替听讲与思考,进而导致了听课效果下降.在听课的过程中应该注意做到:听知识的引入和形成过程;听懂教学中的重、难点,尤其是预习中不明白或有疑问的地方;听题目关键部分的提示(突破口)及数学思想方法;听课后小结.记录笔记时应注意:有选择的进行记录,主要记录知识要点、自己的疑点、课本上没有的教师补充的内容、解题的思路、数学思想方法、课堂小结等. 课后认真复习,及时归纳总结.课后要及时温故老师所讲内容,特别是经典例题,分析、归纳、总结,以内化成自己的知识体系,完善认知结构. 此外,学习应有整体计划,学会管理自己的时间. 3)细心、认真地学透课本. 有一部分学生认为课本上的内容很简单,而考试都是难题.其实,这是由于学生没有真正学透课本,考试的内容究其实质,都是课本上的基本概念、基本模型.因此,在初一这一打基础的重要阶段,更要对数学定义、概念等基本知识的十分准确把握,不能只停留在一知半解的层次.对于课本上的基本概念、基本模型的学习,我认为应该注意:重点理解基本概念、基本模型的特殊情况(特例),要抓住定义、概念的本质,全面举例、不重不漏的明确概念、定义等.对概念和公式不能死记硬背,而缺乏与实际题目的联系,在理解的基础上进行记忆可以有效地促进数学的学习.切记:理解和记忆数学的基础知识是学好数学的前提. 4)学会归纳总结复习. 复习总结的工作,不仅仅是老师的事,学生一定要学会自己去做.当你会总结题目,会对所学内容、所做的题目进行分类,了解每一知识点的基本题型,熟悉对应每一题型的解题方法等时,你才真正的做到了知识的内化.归纳总结这个问题如果解决不好,在进入高年级的学习时,同学们会发现,天天做题,成绩却不升反降.究其原因,天天都在做重复的题目,很多相似的题目反复在做,而需要解决的问题却没有专心解决.久而久之,不会的题目还是不会,会做的题目也因为缺乏对数学整体系统的把握,弄的一团糟.总结归纳是把书读薄的过程,题目应该越做越少. 5)建立“改错本”. 建立错题本是一种非常高效率且针对性较强的学习方法,主要用来收集自己的错误和不会的题目.容易犯的错误可能有有审题不细心,计算马虎,书写格式不规范,对概念、公式等理解似是而非,对隐含条件分不清等等.不会的题目往往因为没有思路、思路不清晰或找不到突破口等等.针对前一类错题,我们应该 首先进行独立思考,及时进行反思,弄清产生错误的原因,加以重视.而对于不会的题目,我们要参考教师或答案的讲解,注意体会其思路、思想、悟其道理并总结方法规律,找相关习题进一步巩固.建立一本错解本,可以达到错一次而加深十倍认识的效果. 6)不懂就问,积极讨论. 爱因斯坦说过:“提出问题比解决问题更重要.”遇到不懂的问题,要积极及时的与同学讨论,向老师求教.在提问时,不仅要问其然,还要问其所以然,这对建立良好的数学知识体系非常有好处.这里我想说的是,讨论是一种非常好的学习方法.经过与同学讨论,你可能会获得不同的灵感,从对方那里学到好方法和技巧.值得注意的是,讨论的对象最好是与自己水平相当的同学,这样更有利于大家相互学习. 7)注重实战. 平时每天保证1小时左右的练习时间,自己平时做作业可以给自己限定时间,以提高做题的速度.在实际考试中,也要考虑每部分的完成时间,避免出现慌乱,同时注意调整好心态,把“做作业”当成考试,把“考试”当成做作业.当然,经历大型考试也是必要的锻炼途径. 以上内容是我针对初一年级学生数学学习中常见问题提出的我个人的一些建议,希望对同学们有所帮助.最后我想说的是,每个同学的学习方法都会对根据自己的情况不同而有些许差别,适合你的最有效的方法就是最好的.
生活里???具体一点。一代数知识是在算术知识的基础上发展起来的,其特点是用字母表示数,使数的概念及其运算法则抽象化和公式化。初中一年级刚接触代数时,学生要经历由算术到代数的过渡,这里的主要标志是由数过渡到字母表示数,这是在小学的数的概念的基础上更高一个层次上的抽象。字母是代表数的,但它不代表某个具体的数,这种一般与特殊的关系正是初一学生学习的困难所在。为了克服初一新生对这一转化而引发的学习障碍,教学中要特别重视“代数初步知识”这一章的教学。它是承小学知识之前,启初中知识之后,开宗明义,搞好中小学数学衔接的重要环节。数学中要把握全章主体内容的深度,从小学学过的用字母表示数的知识入手,尽量用一些字母表示数的实例,自然而然地引出代数式的概念。再讲述如何列代数式表示常见的数量关系,以及代数式的一些初步应用知识。要注意始终以小学所接触过的代数知识(小学没有用“代数”的提法)为基础,对其进行较为系统的归纳与复习,并适当加强提高。使学生感到升入初一就像在小学升级那样自然,从而减小升学感觉的负效应。初一代数的第一堂课,一般不讲课本知识,而是对学生初学代数给予一定的描述、指导。目的是在总体上给学生一个认识,使其粗略了解中学数学的一些情况。如介绍:(1)数学的特点。(2)初中数学学习的特点。(3)初中数学学习展望。(4)中学数学各环节的学习方法,包括预习、听讲、复习、作业和考核等。(5)注意观察、记忆、想象、思维等智力因素与数学学习的关系。(6)动机、意志、性格、兴趣、情感等非智力因素与数学学习的联系。二学生对于数的概念,在小学数学中虽已有过两次扩展,一次是引进数0,一次是引进分数(指正分数)。但学生对数的概念为什么需要扩展,体会不深。而到了初一要引进的新数———负数,与学生日常生活上的联系表面上看不很密切。他们习惯于“升高”、“下降”的这种说法,而现在要把“下降5米”说成“升高负5米”是很不习惯的,为什么要这样说,一时更不易理解。所以使学生认识引进负数的必要是初一数学中首先遇到的一个难点。我们在正式引入负数这一概念前,先把小学数学中的数的知识作一次系统的整理,使学生注意到数的概念是为解决实际问题的需要而逐渐发展的,也是由原有的数集与解决实际问题的矛盾而引发新数集的扩展。即自然数集添进数0→扩大自然数集(非负整数集)添进正分数→算术数集(非负有理数集)添进负整数、负分数→有理数集……。这样就为数系的再一次扩充作好准备。正式引入负数概念时,可以这样处理,例:在小学对运进60吨与运出40吨,增产300千克与减产100千克的意义已很明确了,怎样用一个简单的数把它们的意义全面表示出来呢?从而激发学生的求知欲。再让学生自己举例说明这种相反意义的量在生活中是经常地接触到的,而这种量除了要用小学学过的算术数表示外,还要用一个语句来说明它们的相反的意义。如果取一个量为基准即“0”,并规定其中一种意义的量为“正”的量,与之相反意义的量就为“负”的量。用“+”表示正,用“-”表示负。这样,逐步引进正、负数的概念,将会有助于学生体会引进新数的必要性。从而在心理产生认同,进而顺利地把数的范畴从小学的算术数扩展到初一的有理数,使学生不至产生巨大的跳跃感。三初一的四则运算是源于小学数学的非负有理数运算而发展到有理数的运算,不仅要计算绝对值,还要首先确定运算符号,这一点学生开始很不适应。在负数的“参算”下往往出现计算上的错误,有理数的混合运算结果的准确率较低,所以,特别需要加强练习。另外,对于运算结果来说,计算的结果也不再像小学那样唯一了。如|a|,其结果就应分三种情况讨论。这一变化,对于初一学生来说是比较难接受的,代数式的运算对他们而言是个全新的问题,要正确解决这一难点,必须非常注重,要使学生在正确理解有理数概念的基础上,掌握有理数的运算法则。对运算法则理解越深,运算才能掌握得越好。但是,初一学生的数学基础尚不能透彻理解这些运算法则,所以在处理上要注意设置适当的梯度,逐步加深。有理数的四则运算最终要归结为非负数的运算,因此“绝对值”概念应该是我们教学中必须抓住的关键点。而定义绝对值又要用到“互为相反数”的概念,“数轴”又是讲授这两个概念的基础,一定要注意数形结合,加强直观性,不能急于求成。学生正确掌握、熟练运用绝对值这一概念,是要有一个过程的。在结合实例利用数轴来说明绝对值概念后,还得在练习中逐步加深认识、进行巩固。学生在小学做习题,满足于只是进行计算。而到初一,为了使其能正确理解运算法则,尽量避免计算中的错误,就不能只是满足于得出一个正确答案,应该要求学生每做一步都要想想根据什么,要灵活运用所学知识,以求达到良好的教学效果。这样,不但可以培养学生的运算思维能力,也可使学生逐步养成良好的学习习惯。四进入初中的学生年龄大都是11至12岁,这个年龄段学生的思维正由形象思维向抽象思维过渡。思维的不稳定性以及思维模式的尚未形成,决定了列方程解应用题的学习将是初一学生面临的一个难度非常大的坎。列方程解应用题的教学往往是费力不小,效果不佳。因为学生解题时只习惯小学的思维套用公式,属定势思维,不善于分析、转化和作进一步的深入思考,思路狭窄、呆滞,题目稍有变化就束手无策。初一学生在解应用题时,主要存在三个方面的困难:(1)抓不住相等关系;(2)找出相等关系后不会列方程;(3)习惯用算术解法,对用代数方法分析应用题不适应,不知道要抓相等关系。这头一个方面是主要的,解决了它,另两个方面就都好解决了。所以,小学数学第八册列方程解应用题教学时,一要使学生掌握算术法和代数法的异同点,并讲清列方程解应用题的思路;二要有针对性地让学生加强把实际中的数量关系改写成代数式的训练,这样对小学生逆向思维有好处,使较复杂的应用题化难为易。初一讲授列方程解应用题教学时,要重视知识发生过程。因为数学本身就是一种思维活动,教学中要使学生尽可能参与进去,从而形成和发展具有思维特点的智力结构。要让学生始终参加审题、分析题意、列方程、解方程等活动,了解列方程解应用题的实际意义和解题方法及优越性,这其中审题应是最为关键的一环。要想法弄清题意,找出能够表示应用题全部含义的一个相等关系。找不出相等关系,方程就列不出来,而找出这样的等量关系后,将其中涉及的待求的某个数设为未知数,其余的量用已知数或含有已知数与未知数的代数式表示出来,方程就列出来了。要教会学生通过阅读题目、理解题意、进而找出等量关系、列出方程解决问题的方法,使之形成“观察———分析———归纳”的良好习惯,这对于整个数学的学习都是至关重要的。另外,在教学中还要告诉学生,有些问题用算术法解决是不方便的,只有用代数解法。对于某些典型题目在帮助学生用代数方法解出后,同时与算术解法作比较,使学生有个更清晰的认识,从而逐渐摒弃用算术解法做应用题的思维习惯。总之,学生在小学数学中接触的都是较为直观、简单的基础知识,而升入初一后,要学的知识在抽象性、严密性上都有一个飞跃,作为初一数学教师,认真分析研究有关问题,对搞好中小学数学课堂教学的衔接和提高教学质量有很大的现实意义
初中数学小论文今天,在我们数学俱乐部里,老师给我们研究了一道有趣的题目,其实也是一道有些复杂的找规律题目,题目是这样的“有一列数:1,2,3,2,1,2,3,4,3,2,3,4,5,4,3,4,5,……。这列数字中前240个数字的和是多少?”我一拿到题目,心里猛然想到,这题目必须得按照规律来做!!!想法一:开始我便先试着先3个一组来求和,6,5,10,9,12,15,14……。这样一看,这些数字各有特征,关键就是找不出合适的规律。于是,我又找4个一组来求和,8,10,12,16,20……。仔细一看,好像也没什么规律,我只好再试着找5个一组来求和,9,14,19,24……,这样一来就非常明显的看出它们是等数列,我非常高兴,再把240÷5=48(组),5个一组,(1、2、3、2、1),(2、3、4、3、2),(3、4、5、4、3),(4、5、6、5、4)……那么就可以求出末项的和,947×5=244,把首项加末项的和乘项数除以2,(9244)×48÷2=6072。这样就完成了!想法二:我又发现每组开头第一个数字恰好分别是1,2,3,4……48,那么另一种方法就产生了,(148)×48÷2×2(249)×48÷2×2(350)×48÷2×2=6072。这样想也合乎情理,也是一个理得清楚而且又实用的方法!想法三:我又发现有n组时,他的和也是把(1234……n)×54n=你要求那n组数的和,比如(1234……48)×54×48=6072。这个规律也是要通过不断来细心观察与研究得来的,这个规律虽然有些抽象,但如果是自己弄明白了,那还要比其他两种方法更容易些。我做的只是其中的三种解法,其实方法还有很多,但是要靠自己来找其中的规律,解其中的奥秘!
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魅力无比的定理证明——勾股定理的证明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。在这数百种证明方法中,有的十分精彩,有的十分简洁,有的因为证明者身份的特殊而非常著名。首先介绍勾股定理的两个最为精彩的证明,据说分别来源于中国和希腊。1.中国方法画两个边长为(a+b)的正方形,如图,其中a、b为直角边,c为斜边。这两个正方形全等,故面积相等。左图与右图各有四个与原直角三角形全等的三角形,左右四个三角形面积之和必相等。从左右两图中都把四个三角形去掉,图形剩下部分的面积必相等。左图剩下两个正方形,分别以a、b为边。右图剩下以c为边的正方形。于是a2+b2=c2。这就是我们几何教科书中所介绍的方法。既直观又简单,任何人都看得懂。2.希腊方法直接在直角三角形三边上画正方形,如图。容易看出,△ABA’ ≌△AA’’ C。过C向A’’B’’引垂线,交AB于C’,交A’’B’’于C’’。△ABA’与正方形ACDA’同底等高,前者面积为后者面积的一半,△AA’’C与矩形AA’’C’’C’同底等高,前者的面积也是后者的一半。由△ABA’≌△AA’’C,知正方形ACDA’的面积等于矩形AA’’C’’C’的面积。同理可得正方形BB’EC的面积等于矩形B’’BC’C’’的面积。于是,S正方形AA’’B’’B=S正方形ACDA’+S正方形BB’EC,即 a2+b2=c2。至于三角形面积是同底等高的矩形面积之半,则可用割补法得到(请读者自己证明)。这里只用到简单的面积关系,不涉及三角形和矩形的面积公式。这就是希腊古代数学家欧几里得在其《几何原本》中的证法。以上两个证明方法之所以精彩,是它们所用到的定理少,都只用到面积的两个基本观念:⑴ 全等形的面积相等;⑵ 一个图形分割成几部分,各部分面积之和等于原图形的面积。这是完全可以接受的朴素观念,任何人都能理解。我国历代数学家关于勾股定理的论证方法有多种,为勾股定理作的图注也不少,其中较早的是赵爽(即赵君卿)在他附于《周髀算经》之中的论文《勾股圆方图注》中的证明。采用的是割补法:如图,将图中的四个直角三角形涂上朱色,把中间小正方形涂上黄色,叫做中黄实,以弦为边的正方形称为弦实,然后经过拼补搭配,“令出入相补,各从其类”,他肯定了勾股弦三者的关系是符合勾股定理的。即“勾股各自乘,并之为弦实,开方除之,即弦也”。赵爽对勾股定理的证明,显示了我国数学家高超的证题思想,较为简明、直观。西方也有很多学者研究了勾股定理,给出了很多证明方法,其中有文字记载的最早的证明是毕达哥拉斯给出的。据说当他证明了勾股定理以后,欣喜若狂,杀牛百头,以示庆贺。故西方亦称勾股定理为“百牛定理”。遗憾的是,毕达哥拉斯的证明方法早已失传,我们无从知道他的证法。下面介绍的是美国第二十任总统伽菲尔德对勾股定理的证明。如图,S梯形ABCD= (a+b)2= (a2+2ab+b2), ①又S梯形ABCD=S△AED+S△EBC+S△CED= ab+ ba+ c2= (2ab+c2)。 ②比较以上二式,便得a2+b2=c2。这一证明由于用了梯形面积公式和三角形面积公式,从而使证明相当简洁。1876年4月1日,伽菲尔德在《新英格兰教育日志》上发表了他对勾股定理的这一证明。5年后,伽菲尔德就任美国第二十任总统。后来,人们为了纪念他对勾股定理直观、简捷、易懂、明了的证明,就把这一证法称为勾股定理的“总统”证法,这在数学史上被传为佳话。在学习了相似三角形以后,我们知道在直角三角形中,斜边上的高把这个直角三角形所分成的两个直角三角形与原三角形相似。如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°。作CD⊥BC,垂足为D。则△BCD∽△BAC,△CAD∽△BAC。由△BCD∽△BAC可得BC2=BD ? BA, ①由△CAD∽△BAC可得AC2=AD ? AB。 ②我们发现,把①、②两式相加可得BC2+AC2=AB(AD+BD),而AD+BD=AB,因此有 BC2+AC2=AB2,这就是a2+b2=c2。这也是一种证明勾股定理的方法,而且也很简洁。它利用了相似三角形的知识。在对勾股定理为数众多的证明中,人们也会犯一些错误。如有人给出了如下证明勾股定理的方法:设△ABC中,∠C=90°,由余弦定理c2=a2+b2-2abcosC,因为∠C=90°,所以cosC=0。所以a2+b2=c2。这一证法,看来正确,而且简单,实际上却犯了循环证论的错误。原因是余弦定理的证明来自勾股定理。人们对勾股定理感兴趣的原因还在于它可以作推广。欧几里得在他的《几何原本》中给出了勾股定理的推广定理:“直角三角形斜边上的一个直边形,其面积为两直角边上两个与之相似的直边形面积之和”。从上面这一定理可以推出下面的定理:“以直角三角形的三边为直径作圆,则以斜边为直径所作圆的面积等于以两直角边为直径所作两圆的面积和”。勾股定理还可以推广到空间:以直角三角形的三边为对应棱作相似多面体,则斜边上的多面体的表面积等于直角边上两个多面体表面积之和。若以直角三角形的三边为直径分别作球,则斜边上的球的表面积等于两直角边上所作二球表面积之和。如此等等。【附录】一、【《周髀算经》简介】《周髀算经》算经十书之一。约成书于公元前二世纪,原名《周髀》,它是我国最古老的天文学著作,主要阐明当时的盖天说和四分历法。唐初规定它为国子监明算科的教材之一,故改名《周髀算经》。《周髀算经》在数学上的主要成就是介绍了勾股定理及其在测量上的应用。原书没有对勾股定理进行证明,其证明是三国时东吴人赵爽在《周髀注》一书的《勾股圆方图注》中给出的。《周髀算经》使用了相当繁复的分数算法和开平方法。二、【伽菲尔德证明勾股定理的故事】1876年一个周末的傍晚,在美国首都华盛顿的郊外,有一位中年人正在散步,欣赏黄昏的美景,他就是当时美国俄亥俄州共和党议员伽菲尔德。他走着走着,突然发现附近的一个小石凳上,有两个小孩正在聚精会神地谈论着什么,时而大声争论,时而小声探讨。由于好奇心驱使,伽菲尔德循声向两个小孩走去,想搞清楚两个小孩到底在干什么。只见一个小男孩正俯着身子用树枝在地上画着一个直角三角形。于是伽菲尔德便问他们在干什么?那个小男孩头也不抬地说:“请问先生,如果直角三角形的两条直角边分别为3和4,那么斜边长为多少呢?”伽菲尔德答道:“是5呀。”小男孩又问道:“如果两条直角边长分别为5和7,那么这个直角三角形的斜边长又是多少?”伽菲尔德不假思索地回答道:“那斜边的平方一定等于5的平方加上7的平方。”小男孩又说:“先生,你能说出其中的道理吗?”伽菲尔德一时语塞,无法解释了,心里很不是滋味。于是,伽菲尔德不再散步,立即回家,潜心探讨小男孩给他出的难题。他经过反复思考与演算,终于弄清了其中的道理,并给出了简洁的证明方法。转引自:中“数学的发现”栏目。图无法转贴,请查看原文。魅力无比的定理证明——勾股定理的证明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。在这数百种证明方法中,有的十分精彩,有的十分简洁,有的因为证明者身份的特殊而非常著名。首先介绍勾股定理的两个最为精彩的证明,据说分别来源于中国和希腊。1.中国方法画两个边长为(a+b)的正方形,如图,其中a、b为直角边,c为斜边。这两个正方形全等,故面积相等。左图与右图各有四个与原直角三角形全等的三角形,左右四个三角形面积之和必相等。从左右两图中都把四个三角形去掉,图形剩下部分的面积必相等。左图剩下两个正方形,分别以a、b为边。右图剩下以c为边的正方形。于是a2+b2=c2。这就是我们几何教科书中所介绍的方法。既直观又简单,任何人都看得懂。2.希腊方法直接在直角三角形三边上画正方形,如图。容易看出,△ABA’ ≌△AA’’ C。过C向A’’B’’引垂线,交AB于C’,交A’’B’’于C’’。△ABA’与正方形ACDA’同底等高,前者面积为后者面积的一半,△AA’’C与矩形AA’’C’’C’同底等高,前者的面积也是后者的一半。由△ABA’≌△AA’’C,知正方形ACDA’的面积等于矩形AA’’C’’C’的面积。同理可得正方形BB’EC的面积等于矩形B’’BC’C’’的面积。于是,S正方形AA’’B’’B=S正方形ACDA’+S正方形BB’EC,即 a2+b2=c2。至于三角形面积是同底等高的矩形面积之半,则可用割补法得到(请读者自己证明)。这里只用到简单的面积关系,不涉及三角形和矩形的面积公式。这就是希腊古代数学家欧几里得在其《几何原本》中的证法。以上两个证明方法之所以精彩,是它们所用到的定理少,都只用到面积的两个基本观念:⑴ 全等形的面积相等;⑵ 一个图形分割成几部分,各部分面积之和等于原图形的面积。这是完全可以接受的朴素观念,任何人都能理解。我国历代数学家关于勾股定理的论证方法有多种,为勾股定理作的图注也不少,其中较早的是赵爽(即赵君卿)在他附于《周髀算经》之中的论文《勾股圆方图注》中的证明。采用的是割补法:如图,将图中的四个直角三角形涂上朱色,把中间小正方形涂上黄色,叫做中黄实,以弦为边的正方形称为弦实,然后经过拼补搭配,“令出入相补,各从其类”,他肯定了勾股弦三者的关系是符合勾股定理的。即“勾股各自乘,并之为弦实,开方除之,即弦也”。赵爽对勾股定理的证明,显示了我国数学家高超的证题思想,较为简明、直观。西方也有很多学者研究了勾股定理,给出了很多证明方法,其中有文字记载的最早的证明是毕达哥拉斯给出的。据说当他证明了勾股定理以后,欣喜若狂,杀牛百头,以示庆贺。故西方亦称勾股定理为“百牛定理”。遗憾的是,毕达哥拉斯的证明方法早已失传,我们无从知道他的证法。下面介绍的是美国第二十任总统伽菲尔德对勾股定理的证明。如图,S梯形ABCD= (a+b)2= (a2+2ab+b2), ①又S梯形ABCD=S△AED+S△EBC+S△CED= ab+ ba+ c2= (2ab+c2)。 ②比较以上二式,便得a2+b2=c2。这一证明由于用了梯形面积公式和三角形面积公式,从而使证明相当简洁。1876年4月1日,伽菲尔德在《新英格兰教育日志》上发表了他对勾股定理的这一证明。5年后,伽菲尔德就任美国第二十任总统。后来,人们为了纪念他对勾股定理直观、简捷、易懂、明了的证明,就把这一证法称为勾股定理的“总统”证法,这在数学史上被传为佳话。在学习了相似三角形以后,我们知道在直角三角形中,斜边上的高把这个直角三角形所分成的两个直角三角形与原三角形相似。如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°。作CD⊥BC,垂足为D。则△BCD∽△BAC,△CAD∽△BAC。由△BCD∽△BAC可得BC2=BD ? BA, ①由△CAD∽△BAC可得AC2=AD ? AB。 ②我们发现,把①、②两式相加可得BC2+AC2=AB(AD+BD),而AD+BD=AB,因此有 BC2+AC2=AB2,这就是a2+b2=c2。这也是一种证明勾股定理的方法,而且也很简洁。它利用了相似三角形的知识。在对勾股定理为数众多的证明中,人们也会犯一些错误。如有人给出了如下证明勾股定理的方法:设△ABC中,∠C=90°,由余弦定理c2=a2+b2-2abcosC,因为∠C=90°,所以cosC=0。所以a2+b2=c2。这一证法,看来正确,而且简单,实际上却犯了循环证论的错误。原因是余弦定理的证明来自勾股定理。人们对勾股定理感兴趣的原因还在于它可以作推广。欧几里得在他的《几何原本》中给出了勾股定理的推广定理:“直角三角形斜边上的一个直边形,其面积为两直角边上两个与之相似的直边形面积之和”。从上面这一定理可以推出下面的定理:“以直角三角形的三边为直径作圆,则以斜边为直径所作圆的面积等于以两直角边为直径所作两圆的面积和”。勾股定理还可以推广到空间:以直角三角形的三边为对应棱作相似多面体,则斜边上的多面体的表面积等于直角边上两个多面体表面积之和。若以直角三角形的三边为直径分别作球,则斜边上的球的表面积等于两直角边上所作二球表面积之和。如此等等。【附录】一、【《周髀算经》简介】《周髀算经》算经十书之一。约成书于公元前二世纪,原名《周髀》,它是我国最古老的天文学著作,主要阐明当时的盖天说和四分历法。唐初规定它为国子监明算科的教材之一,故改名《周髀算经》。《周髀算经》在数学上的主要成就是介绍了勾股定理及其在测量上的应用。原书没有对勾股定理进行证明,其证明是三国时东吴人赵爽在《周髀注》一书的《勾股圆方图注》中给出的。《周髀算经》使用了相当繁复的分数算法和开平方法。二、【伽菲尔德证明勾股定理的故事】1876年一个周末的傍晚,在美国首都华盛顿的郊外,有一位中年人正在散步,欣赏黄昏的美景,他就是当时美国俄亥俄州共和党议员伽菲尔德。他走着走着,突然发现附近的一个小石凳上,有两个小孩正在聚精会神地谈论着什么,时而大声争论,时而小声探讨。由于好奇心驱使,伽菲尔德循声向两个小孩走去,想搞清楚两个小孩到底在干什么。只见一个小男孩正俯着身子用树枝在地上画着一个直角三角形。于是伽菲尔德便问他们在干什么?那个小男孩头也不抬地说:“请问先生,如果直角三角形的两条直角边分别为3和4,那么斜边长为多少呢?”伽菲尔德答道:“是5呀。”小男孩又问道:“如果两条直角边长分别为5和7,那么这个直角三角形的斜边长又是多少?”伽菲尔德不假思索地回答道:“那斜边的平方一定等于5的平方加上7的平方。”小男孩又说:“先生,你能说出其中的道理吗?”伽菲尔德一时语塞,无法解释了,心里很不是滋味。于是,伽菲尔德不再散步,立即回家,潜心探讨小男孩给他出的难题。他经过反复思考与演算,终于弄清了其中的道理,并给出了简洁的证明方法。回答者:zhang_1118 - 江湖新秀 五级 2-19 17:47中“数学的发现”栏目。图无法转贴,请查看原文。补充回答:这又详细证法,还有图,自己看看
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