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數(shù)學(xué)史上最簡單卻最復(fù)雜的公式在此~

 昵稱32937624 2019-02-17

這個公式,

你值得擁有

是什么公理,

讓從小家境優(yōu)渥的他,

在慘遭雪藏后又名聲大躁?


是什么公理,

讓著名科學(xué)雜志一再拒收?

它讓人咬牙切齒的證明,

到底是道德的淪喪,

還是人性的泯滅?

接下來,

就讓小天帶你走進

揭秘神秘公式欄目。

畢達哥拉斯定理的起源

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約公元前580年,畢達哥拉斯出生在愛琴海中的一個富商家庭。自小畢達哥拉斯就展現(xiàn)出了他的聰明頭腦。


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畢達哥拉斯

因此,在有錢爸爸的“買買買,玩玩玩”的家庭主導(dǎo)思想下,開始跟著父親四處游歷。

在游歷的途中,經(jīng)歷了當時世界上文化水準非常高的兩個國家——古巴比倫和古印度,吸收了當?shù)卮罅康奈幕枷搿?/p>

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古巴比倫、古印度

公元前551年,畢達哥拉斯師從數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家泰勒斯、阿那克西曼德和菲爾庫德斯,正式開始了自己的進修之路。

然而,畢達哥拉斯還未等到他一展抱負,當?shù)氐乃_摩斯人就對他穿東方人服裝、蓄頭發(fā)以及宣傳理性神學(xué)的行為非常反感,認為畢達哥拉斯在宣傳邪教。

這直接導(dǎo)致了畢達哥拉斯被抹殺在當?shù)爻龅赖臋C會。

慘遭雪藏的畢達哥拉斯非常憤怒:“你們這些愚蠢的人類,等我學(xué)成歸來,要你們都拜在我的長袍底下?!?/p>

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畢達哥拉斯發(fā)憤圖強,在埃及神廟進修十年,終于歸來。

公元前520,畢達哥拉斯開始在各地開設(shè)演講,憑借著個人魅力,吸引了大量的上層人士,收獲了一大批追隨他的粉絲,還因為打破了婦女不可參與公開會議的規(guī)則,撩到了他年輕貌美的妻子西雅娜。

人生贏家畢達哥拉斯在準備發(fā)展后援會的路上一騎絕塵。終于,在意大利南部的希臘屬地克勞東,他正式建立了自己的后援會,并且招收大量粉絲。

在后援會逐漸發(fā)展壯大的同時,畢達哥拉斯受邀參加一名政要的宴會。

宴會中,大餐遲遲不上,在賓客怨聲載道的時候,畢達哥拉斯卻在不經(jīng)意間,多看了大廳上的正方形地磚一眼,再沒能轉(zhuǎn)移自己的視線:

選一塊磁磚以它的對角線AB為邊畫一個正方形,這個正方形面積恰好等于兩塊磁磚的面積和。

接著他再以兩塊磁磚拼成的矩形之對角線作另一個正方形,他發(fā)現(xiàn)這個正方形之面積等于5塊磁磚的面積,也就是以兩股為邊作正方形面積之和

至此,畢達哥拉斯已和地磚確認過眼神:

直角三角形的兩條直角邊的平方和等于斜邊的平方

這就是著名的畢達哥拉斯定理,也就是我們現(xiàn)在生活中所說的:勾股定理。

雖然現(xiàn)有的研究資料表明,同時期的工匠、印度人在研究或教育的實際運用中,體現(xiàn)過這個定理。但是畢達哥拉斯卻是在發(fā)現(xiàn)這個定理的同時,不單只是把他作為一種計算方法,還整理出了這個定理的證明方法。

就這個貢獻來說,畢達哥拉斯是獨一無二的。

畢達哥拉斯定理的證明及意義

在平面上的一個直角三角形中,兩個直角邊邊長的平方加起來等于斜邊長的平方。如果設(shè)直角三角形的兩條直角邊長度分別是

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,斜邊長度是

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,那么可以用數(shù)學(xué)語言表達:

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其實有關(guān)勾股定理的證明非常多。

《美國數(shù)學(xué)月刊》(American Mathematical Monthly)在1894年開始創(chuàng)立這本雜志的時候,該雜志就專門開辟了一個有關(guān)問題求解的版塊,這個版塊就有畢達哥拉斯定理。該雜志當時開辟這本雜志的初衷是:

問題求解是引導(dǎo)思維進入更高級的原創(chuàng)性研究領(lǐng)域的階梯。許多原本智力平平的人在掌握了某一個問題求解后,跨入到研究的行列中


但是讓該雜志沒想到的是,有關(guān)畢達哥斯拉定理的解法來了一個又一個,等到收到第一百個證明方法的時候,該雜志的編輯崩潰了:“你們是魔鬼嗎??老子不干了!”

并宣布:“該定理的證法是無窮無盡的,本刊今后將不再接受此類稿件”。

寫到這里有些人就會問了:把那么多的注意力,花費到一個已經(jīng)被證明的定理上有什么意義嗎?

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事實上,畢達哥拉斯定理的應(yīng)用范圍是非常廣且合理的。

它不僅適用于建筑學(xué)物理學(xué)天文學(xué)等,事實上它幾乎在所有領(lǐng)域和運用上都是適用的。

在三維空間中,用畢達哥拉斯定理的距離表達式是:

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在四維的歐幾里得空間中,用畢達哥拉斯定理的距離表達式是:


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其次,因為是簡單可行的證明方法,在一定程度上來說,是能夠讓思考問題的角度更多變,也能增強研究的樂趣:

即使畢達哥拉斯定理包含了一些在證明伊始看似難以置信的數(shù)學(xué)知識,人們也可以在沒有接受過任何數(shù)學(xué)訓(xùn)練的情況下,用簡單而又令人信服的方式加以證明。這也正是自柏拉圖以來的哲學(xué)家和科學(xué)家將其作為推理典范的原因所在。

有趣的是,看起來與數(shù)學(xué)毫無關(guān)聯(lián)的政治家,第十二任美國總統(tǒng)加菲爾德,也給出了勾股定理的證明方法:


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在直角梯形ABDE中,∠AEC=∠CDB=90°,△AEC≌△CDB,

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讓人慌得一批的畢達哥拉斯定理證明

寫到這里,超模君不禁想起了那屆被勾股定理支配的高考考生。

那一年,中國剛剛恢復(fù)高考。

第一屆高考的數(shù)學(xué)題,教育部就琢磨著,要請數(shù)學(xué)方面的權(quán)威來出題。

于是教育部左思右想,最后請來了一批權(quán)威學(xué)者來為這次高考出題。

潘承彪教授就是其中一個。

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潘承彪

戲劇性的是,潘教授雖然只是出了一道證明題。但恰恰就是潘教授出的這道題,讓當年的高考考生大呼:“人間不值得?!?/p>

據(jù)傳,潘教授剛和哥哥討論完哥德巴赫思想,就想:“第一屆高考,不能出太難的,那就出一道簡單點的證明題吧?!?/p>

于是在那一年的數(shù)學(xué)考場上,當所有考生翻到最后一題的時候,他們?nèi)忌笛哿耍?/p>

請證明勾股定理。

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對于考生們來說,勾股定理就像1+1=2 一樣自然,誰還會去想要怎么證明呢。

自然而然,很多考生都完敗在這道題上。

評卷結(jié)束,只有1%的考生答對了這道題。

據(jù)傳,當年潘教授在這件事后,有段時間總在打噴嚏。同事們還紛紛收到他的囑咐:“你們可千萬不要和別人透露,那道題是我出的啊!”

潘教授應(yīng)該沒有料到,事隔多年,當年出的這道證明題,會在各個網(wǎng)站上盤點的史上最變態(tài)高考題上C位出道吧。

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