教师活动3: 出示:在《周髀算经》的开篇,商高(约公元前11世纪)构造了一个勾、股、弦分别为三、四、五的直角三角形,并指出 “两矩共长二十有五”,意指分别以勾、股为边的正方形的面积之和,恰好等于以弦为边的正方形的面积. 
讲解:商高所指的面积关系可以用图形表示.如图,红色直角三角形的三边长分别为3,4,5,分别以这三边为边向外作正方形,所得正方形的面积分别为9,16,25,且9+16=25.从边的角度看,这个直角三角形的三边满足:两条直角边长的平方和等于斜边长的平方. 
追问:其他直角三角形的三边是否也满足上述数量关系? 探究:如图,每个小方格的面积均为1,图中正方形A1,B1,C1的面积之间有什么关系?A2,B2,C2呢?A3,B3,C3呢? 以格点为顶点,在方格纸中任意画一个直角三角形,类似地作出三个正方形,这三个正方形的面积有什么关系?由此,你能得出关于直角三角形三边关系的猜想吗? 
分析:以直角三角形斜边为边的正方形的面积,等于某个正方形的面积减去4个直角三角形的面积. 解:可以发现,以直角三角形两条直角边为边的正方形的面积之和,等于以斜边为边的正方形的面积.由此我们猜想: 如果直角三角形的两条直角边长分别为a,b,斜边长为c,那么a2+b2=c2. 
讲解:证明这个猜想的方法有很多,下面介绍我国古代数学家赵爽(约3世纪)的证法. 如图所示,这个图案是赵爽在注解《周髀算经》时给出的,人们称它为“赵爽弦图”.赵爽根据此图指出,四个全等的直角三角形(红色)可以围成一个大正方形,中空的部分是一个小正方形(黄色). 
赵爽指出:按弦图,又可以勾股相乘为朱实二,倍之为朱实四.以勾股之差自相乘为中黄实.加差实,亦成弦实. 赵爽利用弦图证明这个猜想的基本思路如下:如图(1)所示,把边长分别为a,b的两个正方形连在一起,它的面积是a2+b2 .这两个正方形还可以分割成四个全等的直角三角形(红色)和一个正方形(黄色),把图(1)中左、右两个三角形移到图(2)中所示的位置,就会形成一个以c为边长的正方形(图 (3)),它的面积是c2 .因为图(1)与图(3)都由四个全等的直角三角形(红色)和一个正方形(黄色)组成,所以它们的面积相等,即a2+b2=c2 . 
这样就证明了前面的猜想.它表明了直角三角形三边之间的关系,我国把它称为勾股定理. 归纳:勾股定理 如果直角三角形的两条直角边长分别为a,b,斜边长为c,那么a2+b2=c2. 
指出:在西方,人们称勾股定理为毕达哥拉斯定理. 介绍:赵爽通过对图形的分割、拼接,巧妙地利用面积关系证明了勾股定理,这种方法是我国古代数学家常用的“出入相补法”.“赵爽弦图”体现了我国古人的聪明才智和对数学的钻研精神,是我国古代数学的骄傲.2002年在北京召开的国际数学家大会的会标,就是以此图为原型设计的(如图所示). 
探究:根据 “赵爽弦图” ,你能通过计算弦图的面积推导出勾股定理吗? 
解: = + =  =  = 即: a2+b2=c2 例1:如图所示,根据所给条件分别求两个直角三角形中未知边的长. 
解:(1)在Rt△ABC中,根据勾股定理, AB2=AC2+BC2=82+62=100, 所以AB=10. (2)在Rt△DEF中,根据勾股定理, DE2+EF2=DF2, 从而DE2=DF2-EF2=172-152=64, 所以DE=8. |