Теорема Пифагора

Формула теоремы Пифагора

Теорема

В прямоугольном треугольнике квадрат длины гипотенузы равен сумме квадратов длин катетов (рис. 1):

Доказательство теоремы Пифагора

Пусть треугольник - прямоугольный треугольник с прямым углом (рис. 2).

Проведём высоту из вершины на гипотенузу , основание высоты обозначим как .

Прямоугольный треугольник подобен треугольнику по двум углам ( , - общий). Аналогично, треугольник подобен .

Введя обозначения

из подобия треугольников получаем, что

Отсюда имеем, что

Сложив полученные равенства, получаем

Что и требовалось доказать.

Геометрическая формулировка теоремы Пифагора

Теорема

В прямоугольном треугольнике площадь квадрата, построенного на гипотенузе, равна сумме площадей квадратов, построенных на катетах (рис. 2):

Примеры решения задач

Пример

Задание. Задан прямоугольный треугольник , катеты которого равны 6 см и 8 см. Найти гипотенузу этого треугольника.

Решение. Согласно условию катеты см, см. Тогда, согласно теореме Пифагора, квадрат гипотенузы

Отсюда получаем, что искомая гипотенуза

(см)

Ответ. 10 см

Пример

Задание. Найти площадь прямоугольного треугольника, если известно, что один из его катетов на 5 см больше другого, а гипотенуза равна 25 см.

Решение. Пусть см - длина меньшего катета, тогда см - длина большего. Тогда согласно теореме Пифагора имеем:

Раскрываем скобки, сводим подобные и решаем полученное квадратное уравнение:

Согласно теореме Виета, получаем, что

(см)  ,   (см)

Значение не удовлетворяет условию задачи, а значит, меньший катет равен 15 см, а больший - 20 см.

Площадь прямоугольного треугольника равна полупроизведению длин его катетов, то есть

(см2)

Ответ. (см2)

Историческая справка

Теорема Пифагора - одна из основополагающих теорем евклидовой геометрии, устанавливающая соотношение между сторонами прямоугольного треугольника.

В древнекитайской книге "Чжоу би суань цзин" говорится о пифагоровом треугольнике со сторонами 3, 4 и 5. Крупнейший немецкий историк математики Мориц Кантор (1829 - 1920) считает, что равенство было известно уже египтянам ещё около 2300 г. до н.э. По мнению ученого, строители строили тогда прямые углы при помощи прямоугольных треугольников со сторонами 3, 4 и 5. Несколько больше известно о теореме Пифагора у вавилонян. В одном тексте приводится приближённое вычисление гипотенузы равнобедренного прямоугольного треугольника.

На данный момент в научной литературе зафиксировано 367 доказательств данной теоремы. Вероятно, теорема Пифагора является единственной теоремой со столь внушительным числом доказательств. Такое многообразие можно объяснить лишь фундаментальным значением теоремы для геометрии.