勾股定理联想
2020-01-13 本文已影响0人
云中山
勾股定理(西方谓毕达哥拉斯定理),是历史上第一个把数字、代数与平面几何图形连结起来的桥梁,当然它也是其中最经典代表之一(其他还有圆周率π、蝴蝶定理、球体积公式等),这是大自然的奥秘之一,甚至可以说是打开人类大脑智慧之门的重要节点。
关于勾股定理的证明方法,不胜枚举,个人认为其中最为简洁的证明方法是面积法,而关于它在立体图形里的延伸,却认识的不多。
虽然现在看起来,这个定理并没有什么特殊之处,然而它却是把一维零散的线段长度关系放到二维平面之中,发现竟然存在如此简洁美妙的平方和关系。
这才真正是大自然的鬼斧神工之处。
更为奇妙的是,如果我们把这个长度关系延伸到立体几何图形之中,也同样适用。
即C²=A²+B²+C²
或者说,长方体对角线长度的平方对于长宽高的平方和,其证明也很简单,只不过用了两次平面图形的勾股定理。
由一维表达线段长度a,b,c,到二维表达乘积与平方,ab,bc,ca,a²,b²,c²,表达面积、相似、比例,最后到三次项a³,b³,c³,abc,ab²……表达体积,终于把代数与几何真正联系了起来。
故而,和平方、差平方公式,和立方与差立方公式等等,均可以从几何直观里得到最简洁直接的证明,有兴趣的读者可以自己做模型证明,很容易。
由零维、一维、二维,再到三维,由抽象的代数化身为华丽形象的几何图形,举一反三,这才是数学科学或者自然科学的正确打开方式。