勾股定理不平凡的经历

中国在很早的时候就有勾股定理的应用了。

公元前1100年左右的西周时期的一天,周公向数学家商高请教数学知识:“我听说您对数学非常精通,我想请教一下,天没有梯子无法上去,地也没法用尺子去一段一段丈量,那么怎样才能得到关于天地间的一些数据呢?”

“数的产生来源于对方和圆这些形体的认识,其中有一条原理——当直角三角形‘矩’得到的一条直角边‘勾’等于3,另一条直角边‘股’等于4的时候,那么它的斜边‘弦’就必定是5。这个原理是大禹在治水的时候就总结出来的啊!”这位世界上第一位数学家自信地告诉周公。

大约在公元50~100年间,祖冲之在他的著作《九章算术》中对勾股定理又有了更加规范的表达。书中的《勾股章》说:“把勾和股分别自乘,然后把它们的积加起来,再进行开方,便可以得到弦。”

中国古代的数学家们不仅很早发现并应用勾股定理,而且很早就尝试对勾股定理作理论的证明。最早对勾股定理进行证明的,是三国时期吴国的数学家赵爽。他创制了一幅“勾股圆方图”,用形数结合的方法,给出了勾股定理的详细证明。赵爽的证明方法非常巧妙,采用对几何图形的截、割、拼、补等方法,利用它们之间的恒等关系,把勾股定理证明得形象直观又科学严密,令人十分信服。这种方法被后人称为“形数统一法”。

希腊数学家欧几里得在他编著《几何原本》时,认为勾股定理是公元前550年的毕达哥拉斯最早发现的,并称它为“毕达哥拉斯定理”,因此在世界上广为流传。其实,毕达哥拉斯的发现比中国人晚得多。