勾股定理的證明可以通過幾何構造和麵積計算來完成,以下是詳細步驟:
**證明過程:**
1. **構造圖形:**
作一個邊長為 \(a + b\) 的大正方形。在其內部四個角各放置一個全等的直角三角形,每個三角形的直角邊分別為 \(a\) 和 \(b\),斜邊為 \(c\)。四個三角形的斜邊圍成一個內部小正方形,邊長為 \(c\)。
2. **計算大正方形的麵積:**
大正方形的邊長為 \(a + b\),麵積為:
\[
(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2
\]
3. **計算四個直角三角形的總麵積:**
每個三角形的麵積為 \(\frac{1}{2}ab\),四個三角形的總麵積為:
\[
4 \times \frac{1}{2}ab = 2ab
\]
4. **確定內部小正方形的麵積:**
內部正方形的邊長為 \(c\),麵積為 \(c^2\)。根據麵積關係,大正方形的麵積等於四個三角形麵積加上內部小正方形麵積:
\[
a^2 + 2ab + b^2 = 2ab + c^2
\]
5. **推導勾股定理:**
兩邊減去 \(2ab\) 得:
\[
a^2 + b^2 = c^2
\]
即直角三角形斜邊的平方等於兩直角邊的平方和。
**結論:**
通過幾何構造和麵積計算,我們證明了勾股定理 \(a^2 + b^2 = c^2\) 成立。