Слайд 1ЭТО ОБЫЧНАЯ И НЕОБЫЧНАЯ ТЕОРЕМА ПИФАГОРА
Слайд 2План
Предлагаем погрузится в проект "Теорема Пифагора" и ответить на главный вопрос
проекта: "В чём состоит уникальность теоремы Пифагора?" А так же дать ответы на учебные вопросы темы:
Пифагор – кто он?
История возникновения Теоремы Пифагора.
Какие способы доказательства теоремы Пифагора существуют?
Теорема Пифагора в искусстве.
Слайд 3Пифагор - кто он?
Пифагор Самосский (ок. 580 - ок. 500 до
н. э.) древнегреческий математик и философ-идеалист. Родился на острове Самос. Получил хорошее образование. По преданию Пифагор, чтобы ознакомиться с мудростью восточных ученых, выехал в Египет и как будто прожил там 22 года. Хорошо овладев всеми науками египтян, в том числе и математикой, он переехал в Вавилон, где прожил 12 лет и ознакомился с научными знаниями вавилонских жрецов. Пифагор организовывает свою школу, которая действовала почти тридцать лет. Школа Пифагора, или, как ее еще называют, пифагорейский союз, была одновременно и философской школой, и политической партией, и религиозным братством. Статут пифагорейского союза был очень суровым. Каждый, кто вступал в него, отказывался от личной собственности в пользу союза, обязывался не проливать крови, не употреблять мясной пищи, беречь тайну учения своего учителя. Членам школы запрещалось обучать других за вознаграждение. Пифагор вместе с учениками оставляет Кротон и уезжаетв Тарент, а затем в Метапонт. Прибытие пифагорейцев в Метапонт совпало со вспышкой там народного восстания. В одной из ночных стычек погиб почти девяностолетний Пифагор. Его школа прекратила свое существование.
Слайд 4Пифагору приписывают ряд важных в то время открытий, а именно: теорему
о сумме внутренних углов треугольника; задачу о делении плоскости на правильные многоугольники (треугольники, квадраты и шестиугольники). Есть сведения, что Пифагор построил "космические" фигуры, т. е. пять правильных многогранников. Но вероятнее, что он знал только три простейших правильных многогранника: куб, четырехгранник, восьмигранник. Школа Пифагора много сделала, чтобы придать геометрии характер науки. Основной особенностью метода Пифагора было объединение геометрии с
арифметикой. Пифагор много занимался пропорциями
и прогрессиями и, вероятно подобием фигур, так как ему
приписывают решение задачи: "По данным двум фигурам
построить третью, равновеликую одной из данных и подобную
второй". Пифагор и его ученики ввели понятие о многоугольных,
дружественных, совершенных числах и изучали их свойства.
Арифметика как практика вычислений не интересовала Пифагора,
и он с гордостью заявил, что "поставил арифметику выше
интересов торговца".Пифагор одним из первых считал, что Земля
имеет форму шара и является центром Вселенной, что Солнце,
Луна и планеты имеют собственное движение, отличное от
суточного движения неподвижных звезд.
Слайд 5Пифагор жил в шестом веке до нашей эры, имел красивую внешность,
носил длинную бороду, а на голове золотую диадему. Пифагор - это не имя, а прозвище, которое философ получил за то, что всегда говорил верно и убедительно, как греческий оракул. (Пифагор - "убеждающий речью".) Своими речами приобрёл 2000 учеников, которые вместе со своими семьями образовали школу-государство, где действовали законы и правила Пифагора.
Он первый дал название своему роду деятельности. Слово "философ", как и слово "космос" достались нам от Пифагора. В его философии много космического. Он утверждал, что для понимания Бога, человека и природы надо изучать алгебру с геометрией, музыку и астрономию. Кстати, именно пифагорейская система знаний, и называется по-гречески "математикой". Что касается пресловутого треугольника с его гипотенузой и катетами, то это, согласно великому греку, больше, чем геометрическая фигура. Это "ключ" ко всем зашифрованным явлениям нашей жизни. Всё в природе, говорил Пифагор, разделено на три части. Поэтому прежде чем решать любую проблему, её надо представить в виде треугольной диаграммы. "Узрите треугольник - и задача на две трети решена".
Слайд 6Он первый дал название своему роду деятельности. Слово "философ", как и
слово "космос" достались нам от Пифагора. В его философии много космического. Он утверждал, что для понимания Бога, человека и природы надо изучать алгебру с геометрией, музыку и астрономию. Кстати, именно пифагорейская система знаний, и называется по-гречески "математикой". Что касается пресловутого треугольника с его гипотенузой и катетами, то это, согласно великому греку, больше, чем геометрическая фигура. Это "ключ" ко всем зашифрованным явлениям нашей жизни. Всё в природе, говорил Пифагор, разделено на три части. Поэтому прежде чем решать любую проблему, её надо представить в виде треугольной диаграммы. "Узрите треугольник - и задача на две трети решена".
Слайд 7История возникновения теоремы
Сегодня теорема Пифагора обнаружена в различных
частных задачах и
чертежах: и в египетском
треугольнике в папирусе времен фараона Аменемхета
Первого (ок. 2000 до н.э.), и в вавилонских
клинописных табличках эпохи царя Хаммурапи
(XVIII в. до н.э.), и в древнеиндийском
геометрическо-теологическом трактате VII —V вв. до н.э.
«Сульва сутра» («Правила веревки»). В древнейшем китайском трактате
«Чжоу-би суань цзинь», время создания которого точно не известно, утверждается, что в XII в. до н. э. китайцы знали свойства египетского треугольника, а к VI в. до н.э.—и общий вид теоремы. Несмотря на все это, имя Пифагора столь прочно сплавилось с теоремой Пифагора, что сейчас просто невозможно представить, что это словосочетание распадется. То же относится и к легенде о заклании быков
Пифагором. Да и вряд ли нужно препарировать историко-математическим скальпелем красивые древние предания. Сегодня принято считать, что Пифагор дал первое доказательство носящей его имя теоремы. Увы, от этого доказательства также не сохранилось никаких следов.
Слайд 8Шутливая формулировка
Если дан нам треугольник
И притом с прямым углом,
То квадрат гипотенузы
Мы
всегда легко найдем:
Катеты в квадрат возводим,
Сумму степеней находим —
И таким простым путем
К результату мы придем.
Слайд 9Стихотворение о теореме
А. фон Шамиссо :
Уделом истины не может
быть забвенье,
Как только мир ее увидит взор;
И теорема та, что дал нам Пифагор,
Верна теперь, как в день ее рожденья.
За светлый луч с небес вознес благодаренье
Мудрец богам не так, как было до тех пор.
Ведь целых сто быков послал он под топор,
Чтоб их сожгли как жертвоприношенье.
Быки с тех пор, как только весть услышат,
Что новой истины уже следы видны,
Отчаянно мычат и ужаса полны:
Им Пифагор навек внушил тревогу.
Не в силах преградить той истине дорогу
Они, закрыв глаза, дрожат и еле дышат.
Слайд 10Доказательство Мёльманна
Площадь данного прямоугольного треугольника, с одной стороны, равна 0,5*а*b ,
с другой 0,5*p*r ,где p – полупериметр треугольника, r – радиус вписанной в него окружности(r=0,5*(a+b-c)). Имеем: 0,5*a*b-0,5*p*r-0,5*(a+b+c) , откуда следует, что с²= а²+b²
Слайд 11Древнекитайское доказательство
Математические трактаты Древнего Китая дошли до нас в редакции II
в. до н.э. Дело в том, что в 213 г. до н.э. китайский император Ши Хуан-ди, стремясь ликвидировать прежние традиции, приказал сжечь все древние книги. Во II в. до н.э. в Китае была изобретена бумага и одновременно начинается воссоздание древних книг. Так возникла тематика в девяти книгах» — главное из сохранившихся математиков - астрономических сочинений в книге «Математики» помещен чертеж, доказывающий теорему Пифагора.
Слайд 12
Ключ к этому доказательству подобрать нетрудно. В самом
деле, на древнекитайском чертеже четыре равных прямоугольных треугольника с катетами а, b и гипотенузой с уложены так, что их внешний контур образует квадрат со стороной а+b, а внутренний — квадрат со стороной с, построенный на гипотенузе
Если квадрат со стороной с вырезать и оставшиеся 4 затушеванных треугольника уложить в два прямоугольника, то ясно, что образовавшаяся пустота, с одной стороны, равна с², а с другой — а²+Ь², т.е. с²= а²+Ь².
Слайд 13Доказательство Аннариция
Багдадский математик и астроном Х в. ан-Найризий (латинилизированное имя –
Аннариций) в арабском комментарии к «Началам» Евклида дал следующее доказательство теоремы Пифагора. Квадрат на гипотенузе разбит у Аннариция на 5 частей, из которых составляются квадраты на катетах(см. рис.) Любопытно, что доказательство Аннариция является простейшим среди огромного числа доказательств теоремы Пифагора методом разбиения: в нем фигурирует всего 5 частей(или 7 треугольников). Это наименьшее число возможных разбиений.
Со времен Пифагора появилось несколько сотен доказательств его знаменитой теоремы, так что она попала в книгу рекордов Гиннеса.
Слайд 14Доказательство Евклида
Дано:
ABC-прямоугольный треугольник
Доказать:
SABDE=SACFG+SBCHI
Пусть ABDE-квадрат, построенный на гипотенузе
прямоугольного
треугольника
ABC, а ACFG и BCHI-квадраты, построенные
на его катетах. Опустим из вершины C прямого
угла перпендикуляр CP на гипотенузу и продолжим
его до пересечения со стороной DE квадрата
ABDE в точке Q; соединим точки C и E, B и G.
Слайд 15Очевидно, что углы CAE=GAB(=A+90°); отсюда следует, что треугольники ACE и AGB(закрашенные
на рисунке) равны между собой (по двум сторонам и углу, заключённому между ними). Сравним далее треугольник ACE и прямоугольник PQEA; они имеют общее основание AE и высоту AP, опущенную на это основание, следовательно
SPQEA=2SACE
Точно так же квадрат FCAG и треугольник BAG имеют общее основание GA и высоту AC; значит, SFCAG=2SGAB
Отсюда и из равенства треугольников ACE и GBA вытекает равновеликость прямоугольника QPBD и квадрата CFGA; аналогично доказывается и равновеликость прямоугольника QPAE и квадрата CHIB. А отсюда, следует, что квадрат ABDE равновелик сумме квадратов ACFG и BCHI, т.е. теорема Пифагора.
Слайд 16Алгебраическое доказательство
Дано: ABC-прямоугольный треугольник
Доказать: AB2=AC2+BC2
Доказательство:
1) Проведем высоту CD из вершины прямого угла
С.
2) По определению косинуса угла соsА=AD/AC=AC/AB, отсюда следует
AB*AD=AC2.
3) Аналогично соsВ=BD/BC=BC/AB, значит
AB*BD=BC2.
4) Сложив полученные равенства почленно, получим:
AC2+BC2=АВ*(AD + DB)
AB2=AC2+BC2. Что и требовалось доказать
Слайд 17Геометрическое доказательство
Дано: ABC-прямоугольный треугольник
Доказать: BC2=AB2+AC2
Доказательство:
1) Построим отрезок CD равный отрезку AB
на продолжении катета AC прямоугольного треугольника ABC. Затем опустим перпендикуляр ED к отрезку AD, равный отрезку AC, соединим точки B и E.
2) Площадь фигуры ABED можно найти, если рассматривать её как сумму площадей трёх треугольников:
SABED=2*AB*AC/2+BC2/2
3) Фигура ABED является трапецией, значит, её площадь равна:
SABED= (DE+AB)*AD/2.
4) Если приравнять левые части найденных выражений, то получим:
AB*AC+BC2/2=(DE+AB)(CD+AC)/2
AB*AC+BC2/2= (AC+AB)2/2
AB*AC+BC2/2= AC2/2+AB2/2+AB*AC
BC2=AB2+AC2.
Это доказательство было опубликовано в 1882 году Гэрфилдом.
Слайд 18 Теорема Пифагора в
искусстве
Теоремой Пифагора и пифагорейской школой восхищается человечество на протяжении всей истории, им посвящают стихи, песни, рисунки, картины. Так, художник Ф. А. Бронников (1827-1902) нарисовал картину « Гимн пифагорейцев восходящему солнцу»
Картина передаёт пафос преклонения учеников легендарной школы перед единой гармонией, царящей в мироздании, музыке и числе.
Слайд 20В Греции была выпущена почтовая марка по случаю переименования острова Самос
в остров Пифагорейон
На марке надпись: «Теорема Пифагора. Эллас. 350 драхм».
Эта красивая марка - почти единственная среди многих тысяч существующих, на которой изображен математический факт.
Слайд 21Литература
1. Л.С. Атанасян, В.Т. Бутузов, С.Б. Кадомцев Геометрия 7-9 классы.
2. А.Г.
Цыпкин. Справочник по математике для средней школы.
3. Энциклопедия для детей. Глав. ред. М.Д. Аксенова.
4. Электронная энциклопедия: Star World
5. Глейзер Г.И. История математики в школе.
6.Зенкевич И.Г. 15 свиданий с математикой.
7.Еленьский Щ. По следам Пифагора. М., 1961
8. Свешников А. Путешествия в историю математики. – М., 1995
9. Теорема Пифагора. – М., Знание – сила, №5,6 2000
Слайд 22Историческая справка
Неизвестно, каким способом доказывал свою теорему Пифагор. Несомненно лишь то,
что он открыл её под сильным влиянием египетской науки. Частный случай теоремы Пифагора – свойства треугольника со сторонами 3,4 и 5 – был известен строителям пирамид задолго до рождения Пифагора, сам же он более 20 лет обучался у египетских жрецов. Сохранилась легенда, которая гласит , что, доказав свою знаменитую теорему, Пифагор принёс богам в жертву быка, а по другим источникам 100 быков. Это, однако, противоречит сведениям о моральных и религиозных воззрениях Пифагора. В литературных источниках можно прочитать, что он « запрещал даже убивать , а тем более ими кормиться. Поэтому более правдоподобной можно считать следующую запись: « …и даже когда он открыл , что в прямоугольном треугольнике гипотенуза имеет соответствие с катетами , он принёс в жертву быка, сделанного из пшеничного теста»
Слайд 23Популярность теоремы Пифагора столь велика, что её доказательства встречаются даже в
художественной литературе, например, в рассказе известного английского писателя Хаксли « Юный Архимед». Такое же доказательство, но для частного случая равнобедренного прямоугольного треугольника приводится в диалоге Платона « Менон»
Слайд 24Известно более 100 доказательств теоремы.
Последний штрих к портрету учёного. Он был
четыре раза подряд олимпийским чемпионом. В пятисотых годах до нашей эры Пифагор был убит в уличной схватке во время народного восстания. После смерти его ученики окружили имя своего учителя множеством легенд, так что правду о Пифагоре установить невозможно.
Слайд 25Задача древней Индии
Над озером тихим
С полфута размером
Высился лотоса цвет.
Он рос
одиноко,
И ветер порывом
Отнёс его в сторону. Нет
Боле цветка над водой.
Нашёл же рыбак его
Ранней весною
В двух футах от места, где рос.
И так, предложу я вопрос:
« Как озера вода здесь глубока?»
Слайд 26Легенда о смерти Пифагора
Сонную тишину ночного Метапонта прорезал острый крик .
Послышалось падение на землю тяжёлого тела, топот убегающих ног, и падение на землю тяжёлого тела, топот убегающих ног, и всё смолкло.
Когда ночной караул прибыл на место проешествия, в колеблющемся свете факелов все увидели распростёртого на земле старца, и неподалёку от него – мальчика лет 12 с лицом, перекошенным от ужаса.
- Кто это ? – спросил начальник караула у мальчика. - Это Пифагор, - ответил тот.
- Кто такой Пифагор ? Среди жителей города нет гражданина с таким именем.
- Мы недавно прибыли из Кротона. Мой господин должен был скрываться от врагов, и выходил только ночью. Они выследили его и убили.
- Сколько их было?
- Я этого не успел заметить в темноте. Они отбросили меня в сторону и накинулись на него .
Начальник караула стал на колени и приложил ухо к к груди старца.
- Конец, - сказал начальник