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お父さんのための算数:ピタゴラスの定理

2005-07-14 15:35:57 | お父さんのための算数

ピタゴラスの定理1

ピタゴラスの定理 覚えていますか?
 
直角三角形の長辺の二乗は他辺の二乗の和に等しい

〔図1〕で言うと (BC)^2 = (AB)^2 + (AC)^2   ※^2 二乗

つまりこれは 

BCが一辺の正方形 =
    辺ABが一辺の正方形 +ACが一辺の正方形

であると言うことです。
ではこれを証明(確認)してみます。〔図2〕

まず基本
 
1.長方形、正方形の対角線で区切られた2つの三角形の面積は同じてす。
(図3で見ると 三角形aAb と 三角形 ABb は同じ面積)

2.三角形の面積 = 底辺 × 高さ ÷ 2

これはOKですね。
当然、底辺と高さが同じ三角形はどの様な形でも面積は同じです。

今回は点Aから辺BCへ直交(直角に交差)する補助線(懐かしいですか?)を引きます。
 
正方形ABbaの半分の面積BYycの半分に等しく かつ
正方形ACefの半分の面積YCdyの半分に等しいことを証明することで ピタゴラスの定理の証明を行います。〔図3〕
〔図1〕
ピタゴラスの定理2
〔図2〕
ピタゴラスの定理3
〔図3〕
Take1 三角形AeC と 三角形YCd が同じ面積であることの証明
ピタゴラスの定理4
 
・三角形eCAを底辺をCeとして、頂点Aを底辺に対して平行移動しBまで移動。
 三角形eCA と三角形 eCB は 共に底辺eC で高さCAで同一面積。〔図4〕
 
〔図4〕
ピタゴラスの定理5
・三角形eCBCを頂点として時計回りに90度回転。
 Ce = CA    CB = Cd  角度eCB = 角度ACd
 三角形eCB と三角形 ACd は 二辺とその挟角(2つの辺に挟まれた角度)が同一なので同じ三角形。〔図5〕
 
〔図5〕
ピタゴラスの定理6
・三角形ACd を底辺をCdとし、頂点AをYまで底辺に対して平行移動しYまで移動
 三角形ACd と 三角形YCd は 共に底辺Cd で高さCYで同一面積。〔図6〕


 
よって三角形eCAと三角形YCdは同一面積
〔図6〕
Take2 三角形ABb と 三角形YBc が同じ面積であることの証明
ピタゴラスの定理7
 Take1と同様に行います。
〔図7〕~〔図9〕
 

 
〔図7〕
ピタゴラスの定理8
〔図8〕
ピタゴラスの定理9
〔図9〕
ピタゴラスの定理3
以上の操作て三角形 ABC の3辺の各々の2乗の面積の正方形は
正方形CBdc = 正方形 ACef + 正方形 ABba
であることが確認できました。

正方形は 底辺=高さ ですから 面積は 一辺の2乗
よって
(BC)^2 = (AC)^2 + (AB)^2


このようにピタゴラスの定理は証明されますが、
私を含めて学校で習っていない人が多いと思います。
 
丸暗記でなく、なぜ&応用力を付けるような授業を望みます。


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