供儿童阅读的历史——古希腊数学家毕达哥拉斯和毕达哥拉斯定理

毕达哥拉斯

毕达哥拉斯生活在公元前5世纪,是早期的希腊数学思想家之一。他一生大部分时间在西西里岛的希腊殖民地和意大利南部。他从没有结过婚,但是他有一批追随者(就像耶稣的门徒一样)。这些追随者追随着他,并把他传授给他们的东西再传授给其他人。毕达哥拉斯的信徒过着纯洁的生活(他们不吃豆类,因为他们认为豆类不够纯净)。他们留着长头发,只穿简陋的衣服,赤脚走路。男人女人都可以成为毕达哥拉斯学徒。

毕达哥拉斯学徒对哲学感兴趣,特别对从无序中创造出有序音乐数学非常感兴趣。音乐是有意义的声音,数学则是世界运作的规则。

毕达哥拉斯本人最有名的事迹是证明了毕达哥拉斯的正确性。苏美尔人比他早两千年就知道这个定理一般是正确的,并且把它用于测量。但是毕达哥拉斯证明了它总是正确的。我们不能确定是毕达哥拉斯证明的,因为在欧几里德以前的时代没有任何证据流传下来,但是传统上我们都这么认为。有些人认为,证明一定是在欧几里德时期写下的。

下面是它的证明:

毕达哥拉斯定理说,在直角三角形中,两直角边平方的和总是等于斜边的平方:A2 + B2 = C2。 你可以自己试试看: 如果A边长为4厘米,B边长为3厘米,那么4x4=16,3x3=9,9+16=25,所以C边长为5厘米。试试其他边长的直角三角形,看看这是不是正确的(你可以使用计算器或电脑来算平方根)。

但是你怎么来证明每一次,不管边长是多少,它总是正确的呢?

画一条线段,把它分为两部分,称其中一部分为线段a,称另一部分为线段b,就像图中这样:
然后以这条线段画一个正方形,如图所示:
把A和B相交的地方连接起来,形成四个小长方形。 这样就形成一个边长为A的正方形(黄色、较大的这个)、一个边长为B的正方形(绿色、较小的这个)和两个一条边为A、一条边为B的长方形(淡蓝色)。 所以整个大正方形的面积是(A+B) x (A+B) 或 (AxA) + 2(AxB) + (BxB)。
或者,你也可以说
(A+B)2 = A2 + 2AB + B2

然后,画出蓝色长方形的对角线,形成四个小的蓝色三角形。 称这些对角线为线段C。你有没有发现,你画出了边分别为A、B和C的四个直角?

假设你重新排列这些直角(或者你可以把它打印出来,用剪刀把它们剪下来,真正重新排列),如图所示: 小三角形填充部分正方形。 四个三角形的总面积与两个蓝色的长方形的面积相等,即2AB。

中间粉红色的正方形的面积是C×C或C2
我们已经知道,整个大正方形的面积是
A2 + 2AB + B2
所以A2 + 2AB + B2 = 2AB + C2
我们可以去掉等号两边的2AB,所以
我们得出了

A2 + B2 = C2


这里是一段简短的动画视频,显示多种不同的证明毕达哥拉斯定理的方法:


如果你想了解更多有关毕达哥拉斯的内容,请在Amazon.com或图书馆中查看下面这些书:

What's Your Angle, Pythagoras? A Math Adventure,Julie Ellis and Phyllis Hornung(2004)。 针对中学生。

Pythagoras and the Pythagoreans: A Brief History,Charles Kahn著(2001)。

History of Greek Mathematics: From Aristarchus to Diophantus,Thomas L. Heath著(1921年首次出版,1981年重印)。 含有大量欧几里德的内容,但同时也描述了其他主要希腊数学家的情况。

Episodes from the Early History of Mathematics,Asger Aaboe著(1997)。

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