피타고라스 정리 식 - pitagolaseu jeongli sig

피타고라스 정리 - 바스카라식 증명

피타고라스 정리 증명 방법만으로도 약 400여가지 이상이 있다고 하는데, 오늘은 인도수학자 바스카라식 증명 방법을 정리합니다.

지난 번 피타고라스식 증명과 마찬가지로 도형을 나누고, 전체 넓이 = 부분 넓이의 합 방식으로 증명하는 방식입니다.

중학 수학 과정에서 모든 방법을 다 알 필요는 없겠지만, 응용 문제를 준비하는 관점에서도 봐두면 좋을 것 같습니다.

피타고라스 정리 식 - pitagolaseu jeongli sig

정사각형 ABCD를 기준으로, 대각선이 c가 되는 직각 삼각형을 그려봅니다.

그러면 삼각형 ABE와 같은 모양이 됩니다. 그리고, 각 모서리를 기준으로 돌려가면서 배치하면, 가운데 정사각형 EFGH를 남겨놓는 모양이 됩니다.

이제 넓이를 비교해 봅시다.

  • S1 = 전체 정사각형(ABCD)의 넓이 = $ c * c = c^2 $
  • S2 = 부분 도형들의 넓이의 합 = 삼각형 ABE + 삼각형 BCF + 삼각형 GCD + 삼각형 AHD + 정사각형 EFGH = $ 4 \times \frac 1 2 \times a \times b + (b - a)^2 $

S1 = S2 이므로,
$ c^2 = 2ab + b^2 - 2ab + a^2 $
$ c^2 = a^2 + b^2 $
$ a^2 + b^2 = c^2 $

이상으로, 중2 수학 피타고라스 정리를 바스카라 방식으로 증명했습니다.

■ 피타고라스의 정리

직각삼각형의 빗변의 제곱은 다른 두 변의 제곱의 합과 같다.

, 직각삼각형 ABC에서 직각을 낀 두 변의 길이를 각각 a. b라 하고 , 빗변의 길이를 c라고 할 때 이 성립한다.

이 피타고라스 정리의 피타고라스 이후 많은 학자들이 연구하여 가능한 모든 방법을 찾아진 것으로 생가되며 그 방법의 수가 200개 이상이 있다고 한다. 많은 증명 중에서 몇 가지 증명법을 제시해 보고자 한다.

피타고라스 정리 식 - pitagolaseu jeongli sig

그림과 같이 직각삼각형 ABC에서 두 변 CA, CB를 연장하여 한 변의 길이가 a+b인 정사각형 CDFH를 그리면, 사각형 AEGB는 네 변의 길이가 모두 같다.

삼각형의 내각의 합은 이므로

∠BAC +EAD=이므로

AEGB는 정사각형이다.

정사각형 CDFH는 서로 합동인 네 개의 직각삼각형(ABC≡△BGH≡△GEF≡△EAD)과 한 개의 정사각형 AEGB로 나누어지므로

CDFH=4×△ABC+AEGB

CDFH=, ABC=, AEGB=이므로

따라서

 피타고라스 증명법 (02)- 정사각형을 분할하는 방법으로 증명

 


                   [그림1]


                  [그림2]

[그림1] [그림2]의 큰 정사각형의 넓이가 서로 같으므로

[그림1]의 넓이 =

[그림2]의 넓이 =

따라서

그림에서 □ADEB, ACHI, CBFG는 모두 정사각형

IAC와 △IAB의 밑변의 길이와 높이가 각각 같으므로

IAC=IAB

IAB와 △CAD에서

선분 IA = 선분 CA , 선분 AB= 선분 AD, IAB=CAD 이므로

IAB ≡ △CAD (SAS합동)

IAB = CAD

또한 △CAD와 △MAD의 밑변의 길이와 높이가 각각 같으므로

CAD=MAD

, IAC=MAD이므로

ACHI = ADNM

같은 방법으로 □CBFG=MNEB

따라서 □ADEB=ACHI+CBFG이므로

그림에서 한변의 길이가 c인 정사각형에서

ABC , BDF , DEG , EAH는 모두 합동이다.

ADDE=FGHC+4×△ABC이므로

삼각형의 닮음을 이용한 증명법

직각삼각형 ABC에서

ABC 와 △ACD 은 닮았으므로

c : b = b : x

또 △ABC와 △CBD는 닮았으므로

, c : a = a : y

따라서

사다리꼴 BCDE의 넓이 =

BCDE=BCA + ADE + BAE

따라서

그림에서 점 H는 반원 AHB 위에 있는 임의의 점이다.

선분 AB를 지름으로 하는 원주각은 직각이므로 삼각형 AHB는 직각삼각형이다.

정사각형 ABFD를 그리고, 선분 AB에 수직인 선분 EC를 긋는다.

ABH와 △HBC가 닮은 삼각형이므로

ABH와 △AHC가 닮은 삼각형이므로

ABFD = BFEC + ACED

= ( 이므로)

=

=

따라서

그림과 같이 선분 DE의 연장선에 가 되도록 점 F를 잡는다.

ABC와 △AFE는 합동이므로

ACDE=ABDF=

ABDF

따라서