勾股定理的历史由来 勾股定理的前世今生

勾股定理,是几何学中一颗光彩夺目的明珠,被称为几何学的基石 。千百年来,人们对它的证明趋之若鹜,其中有著名的数学家、画家,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,甚至还有国家总统 。I中国古人的智慧成书于公元前1100年左右的《周髀算经》,原名《周髀》,是中国最古老的天文学和数学著作 。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
勾股定理,是几何学中一颗光彩夺目的明珠,被称为”几何学的基石” 。千百年来,人们对它的证明趋之若鹜,其中有著名的数学家、画家,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,甚至还有国家总统 。
【勾股定理的历史由来 勾股定理的前世今生】I中国古人的智慧
成书于公元前1100年左右的《周髀算经》,原名《周髀》,是中国最古老的天文学和数学著作 。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》中记载着一段周公向商高请教数学知识的对话,周公问:”天没有梯子可以上去,地也没法用尺子去一段一段丈量,那么怎样才能得到关于天地的数据呢?”商高回答说:”直角三角形的一条直角边’勾’等于3,另一条直角边’股’等于4的时候,那么它的斜边’弦’就必定是5 。这个原理早在大禹治水时就总结出来了 。” 《周髀算经》中另有”勾股各自乘,并而开方除之”的记载,所以勾股定理又名商高定理 。中国古代数学家称直角三角形为勾股形,较短的直角边称为勾,另一直角边称为股,斜边称为弦 。这些文字说明中国古代数学家很早就独立发现了勾股定理 。遗憾是,由于年代久远,周公弦图失传,其证明方法”积矩法”的名称也一直未能得到正名 。

勾股定理的历史由来 勾股定理的前世今生


商高的积矩法
三国时期的吴国数学家赵爽,约在公元222年对《周髀算经》内的勾股定理作了详细注释,记录于《九章算术》中”勾股各自乘,并而开方除之,即弦” 。赵爽制作了一幅”勾股圆方图”,其中更是运用数形结合的思想,详细地给出了勾股定理的证明,这个证明被认为是中国数学史上见诸文献的最早的一般性证明 。
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赵爽的勾股圆方图
赵爽的证明别具匠心,极富创新意识 。他用几何图形的切割、拼接,巧妙地利用面积关系证明了勾股定理,表现了我国古人对数学的钻研精神和聪明才智,是我国古代数学的骄傲,因此这个图案被选为2002年在北京召开的国际数学家大会的会徽 。
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2002年国际数学家大会的会徽
41年后,三国时代魏国的数学家刘徽于公元 263 年为古籍《九章算术》作注释,也提出了一个勾股定理的证明,用的以形证数的方法 。刘徽的证明原本也有一幅图,名为青朱出入相补图,可惜图已失传,后人根据其描述作了推想图,如下所示 。
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刘徽的青朱出入相补图
I古希腊的成就
公元前4世纪,古希腊数学家欧几里得在编著《几何原本》时,认为这个定理是毕达哥达斯(约公元前6世纪)最早发现的,所以他就把这个定理称为毕达哥拉斯定理,之后这个定理就在西方学术界流传开,因而西方人都习惯地称这个定理为毕达哥拉斯定理 。

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