我们运用图(I)图中大正方形的面积可表示为(a+b)2,也可表示为c2+4×ab,即(a+b)2=c2+4×ab由此推导出一个重要的结论a2+b2=c2,这个重要的结论就是著名的“勾股定理”.这种根据图形可以极简单地直观推论或验证数学规律和公式的方法,简称“无字证明”.
(1)请你用图(Ⅱ)(2002年国际数字家大会会标)的面积表达式验证勾股定理(其中四个直角三角形的较大的直角边长都为a,较小的直角边长都为b,斜边长都为c).
(2)请你用(Ⅲ)提供的图形进行组合,用组合图形的面积表达式验证:(x+y)2=x2+2xy+y2
(3)现有足够多的边长为x的小正方形,边长为y的大正方形以及长为x宽为y的长方形,请你自己设计图形的组合,用其面积表达式验证:(x+y)(x+2y)=x2+3xy+2y2.
网友回答
解:(1)大正方形的面积为:c2,中间空白部分正方形面积为:(b-a)2;
四个阴影部分直角三角形面积和为:4×ab;
由图形关系可知:大正方形面积=空白正方形面积+四直角三角形面积,即有:
c2=(b-a)2+4×ab=b2-2ab+a2+2ab=a2+b2;
(2)如图1所示:大正方形边长为(x+y)所以面积为:(x+y)2,
它的面积也等于两个边长分别为x,y和两个长为x宽为y的矩形面积之和,
即x2+2xy+y2
所以有:(x+y)2=x2+2xy+y2成立;
(3)如图2所示:大矩形的长、宽分别为(x+y),(x+2y),则其面积为:(x+y)?(x+2y),
从图形关系上可得大矩形为一个边长为x的正方形以及2个边长为y的正方形和三个小矩形构成的则其面积又可表示为:
x2+3xy+2y2,
则有:(x+y)(x+2y)=x2+3xy+2y2.
解析分析:(1)根据阴影部分的面积=大正方形的面积-小正方形的面积=4个直角三角形的面积,即可证明;
(2)可以拼成一个边长是x+y的正方形,它由两个边长分别是x、y的正方形和两个长、宽分别是x、y的长方形组成;
(3)可以拼成一个长、宽分别是x+y和x+2y的长方形,它由边长是x的正方形,以及边长为y的正方形和长宽分别是x和y的矩形进而得出