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七巧板和勾股定理的起源和應用

宋代有壹個人叫黃,他非常擅長幾何。他熱情好客,發明了由六張小桌子組成的“宴會桌”——吃飯的小桌子。

後來有人將其改進為七桌酒席。根據吃飯的人數,桌子可以拼成不同的形狀,比如三個人拼成三角形,四個人拼成正方形,六個人拼成六邊形...這樣大家都方便,氣氛也更好。

後來有人把宴席縮減到只有七塊板,用它來拼圖,演變成壹個玩具。因為它非常聰明有趣,所以人們稱它為“七巧板”。

明末清初,皇宮裏的人們經常用它來慶祝節日和娛樂,並把各種吉祥的圖案和文字放在壹起。故宮博物院還保存著當時的拼圖!

18世紀,七巧板傳到國外,立刻引起了人們極大的興趣。壹些外國人玩了壹整夜,稱它為“唐圖”,意思是“來自中國的拼圖”。

有趣的勾股定理

學過幾何的人都知道勾股定理。它是幾何中的壹個重要定理,應用非常廣泛。到目前為止,勾股定理的證明方法有400多種。其中,美國第二十任總統加菲爾德曾被人講過壹個數學史上的故事。

為什麽總統會想到證明勾股定理?他是數學家還是數學愛好者?答案是否定的。故事是這樣的。

畢達哥拉斯的發現

1876壹個周末的傍晚,在華盛頓特區的郊外,壹個中年人正在散步,享受著傍晚的美景。他當時是俄亥俄州* * *和加菲爾德的壹名黨員。他走著走著,突然發現附近的壹個小石凳上,兩個孩子在談論著什麽,大聲爭吵著,小聲討論著。因為好奇,加菲貓循著聲音向兩個孩子走去。我想知道這兩個孩子在幹什麽。只見壹個小男孩俯下身,用樹枝在地上畫了壹個直角三角形。所以加菲爾德問他們在做什麽。

只見小男孩頭也不擡地說:“請問先生,如果壹個直角三角形的兩個直角分別是3和4,那麽斜邊的長度是多少?”加菲貓回答:“是5。”小男孩又問:“如果兩個直角分別是5°和7°,那麽這個直角三角形的斜邊的長度是多少?”加菲爾德不假思索地回答:“斜邊的平方壹定等於5的平方加上7的平方。”小男孩補充道:“先生,妳能說實話嗎?”加菲貓無言以對,無法解釋,心理很不好。

於是加菲貓停止行走,立即回家討論小男孩留下的問題。經過反復思考和計算,他終於想通了道理,並給出了簡明的證明方法。

4月1876日,加菲爾德在《新英格蘭教育雜誌》上發表了他對勾股定理的證明。

1881年,加菲爾德成為美國第二十任總統。後來,

畢達哥拉斯的證明

為了紀念他對勾股定理直觀、簡單、易懂、清晰的證明,人們把這個證明稱為“總統式”證明。

勾股定理也是數學中應用最廣泛的定理之壹。比如從勾股定理開始,逐漸發展出平方根和平方根;用勾股定理求圓周率。據說金字塔底部的四個直角就是由這個關系決定的。至今仍用它來放線和“回方”,即直角放線。

正因為如此,人們推崇這個定理也就不足為奇了。希臘在1955發行了壹枚郵票,圖案由三個棋盤組成。這枚郵票紀念2500年前希臘的壹所學校和宗教團體畢達哥拉斯學派,它的建立及其文化貢獻。郵票上的設計是對勾股定理的解釋。希臘郵票上展示的證明方法最早記錄在歐幾裏得的《幾何原本》中。

尼加拉瓜在1971發行了壹套十枚紀念郵票,主題是“世界上最重要的十個數學公式”,其中壹個就是勾股定理。

2002年,世界數學家大會在中國北京召開,這是21世紀數學家的第壹次聚會。本次代表大會的標誌選擇了驗證勾股定理的“弦圖”作為中心圖案,可以說是充分展示了中國古代數學的成就,充分弘揚了中國古代數學文化。此外,中國通過努力最終獲得了2002年數學家大會的主辦權,這也是國際數學界對中國數學的發展。

今天,世界上幾乎沒有人不知道拼圖和拼圖。在國外叫“七巧板”,意思是中國圖(不是唐朝發明的圖)。也許七巧板的歷史應該追溯到中國先秦的古書《周篇·舒靜》,書中使用了正方形切割,並以此證明了勾股定理。當時的大正方形被切割成四個相同的三角形和壹個小正方形,也就是弦圖,不是拼圖。現在的拼圖已經經歷了壹段歷史演變。

畢達哥拉斯的樂趣

甚至有人建議,應該在地球上建造壹個大型裝置,向來訪的低語者展示地球上存在智慧生命。最合適的裝置是壹個象征勾股定理的巨大圖形,可以位於撒哈拉沙漠、蘇聯的西伯利亞或其他廣闊的荒地。因為所有有知識的生物都壹定知道這個非凡的定理,外人最容易認它為標誌!?

有趣的是,除了三元二次方程x2+y2 =z2(其中X、Y、Z為未知數)外,其他三元二次方程Xn+Yn = Zn(其中N為已知正整數,N > 2)都不可能有正整數解。這個定理被稱為費馬大定理(費馬是17世紀的法國數學家)。