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勾股定理的中國驗究史?

我國是發現和研究勾股定理最古老的國家。我國古代數學家稱直角三角形為勾股形,較短的直角邊稱為勾,另壹直角邊稱為股,斜邊稱為弦,所以勾股定理也稱為勾股弦定理。在公元前1000多年,據記載,商高(約公元前1120年)答周公曰“勾廣三,股修四,經隅五”,其意為,在直角三角形中“勾三,股四,弦五”.因此,勾股定理在我國又稱“商高定理”.在公元前7至6世紀壹中國學者陳子,曾經給出過任意直角三角形的三邊關系即“以日下為勾,日高為股,勾、股各乘並開方除之得邪至日。

在中國,《周髀算經》記載了勾股定理的壹個特例,相傳是在商代由商高發現,故又有稱之為商高定理;三國時代的趙爽對《周髀算經》內的勾股定理作出了詳細註釋,作為壹個證明。法國和比利時稱為驢橋定理,埃及稱為埃及三角形。我國古代把直角三角形中較短得直角邊叫做勾,較長的直角邊叫做股,斜邊叫做弦。《周髀算經》算經十書之壹。約成書於公元前二世紀,原名《周髀》,它是我國最古老的天文學著作,主要闡明當時的蓋天說和四分歷法。唐初規定它為國子監明算科的教材之壹,故改名《周髀算經》。《周髀算經》在數學上的主要成就是介紹了勾股定理及其在測量上的應用。原書沒有對勾股定理進行證明,其證明是三國時東吳人趙爽在《周髀註》壹書的《勾股圓方圖註》中給出的。 《周髀算經》使用了相當繁復的分數算法和開平方法。

勾股定理應用非常廣泛。我國戰國時期另壹部古籍《路史後記十二註》中就有這樣的記載:“禹治洪水決流江河,望山川之形,定高下之勢,除滔天之災,使註東海,無漫溺之患,此勾股之所系生也。”這段話的意思是說:大禹為了治理洪水,使不決流江河,根據地勢高低,決定水流走向,因勢利導,使洪水註入海中,不再有大水漫溺的災害,是應用勾股定理的結果。

在中國古代的數學家中,最早對勾股定理進行證明的是三國時期吳國的數學家趙爽。趙爽創制了壹幅“勾股圓方圖”,用數形結合的方法,給出了勾股定理的詳細證明。他用幾何圖形的截、割、拼、補來證明代數式之間的恒等關系,既具嚴密性,又具直觀性,為中國古代以形證數、形數統壹、代數和幾何緊密結合、互不可分的獨特風格樹立了壹個典範。稍後壹點的劉徽在證明勾股定理時也是用以形證數的方法,劉徽用了“出入相補法”即剪貼證明法,他把勾股為邊的正方形上的某些區域剪下來(出),移到以弦為邊的正方形的空白區域內(入),結果剛好填滿,完全用圖解法就解決了問題。