前言核心公式
对于直角三角形,两条直角边的平方和等于斜边的平方
利用图解法3个直角三角形和一个正方形
- 将4个直角三角形和正方形排列成一个c × c c\times cc×c的正方形,可知这个正方形的大小是( b − a ) × ( b − a ) (b-a)\times (b-a)(b−a)×(b−a)
- 然后,将她们重新排列成同样的形状,形成两个正方形a × a a\times aa×a和b × b b\times bb×b
已知正方形s × s s\times ss×s的面积为s 2 s^{2}s2根据原理
同样形状的不同排列,面积不变
可以得出结论a 2 + b 2 = c 2 a^{2}+b^{2}=c^{2}a2+b2=c2m得证
利用图解法的问题
- 这些直角三角形和正方形的重新排列,可能需要具备一些特殊属性,比如a=b
- 还有重新排列正方形,隐式地用到了很多关于三角形、正方形和线的事实。这些假设该如何来做呢???
通过ai的介绍了解到的
变形(已知两边求第三边):
求斜边: c = a 2 + b 2 求斜边:c=a^{2}+b^{2}求斜边:c=a2+b2
求直角边 a : a = c 2 − b 2 求直角边 a:a=c^{2}−b^{2}求直角边a:a=c2−b2
求直角边 b : b = c 2 − a 2 求直角边 b:b=c^{2}−a^{2}求直角边b:b=c2−a2通俗举例
最经典的勾股数组合:3(a)、4(b)、5(c)
3 2 + 4 2 = 9 + 16 = 25 = 5 2 ,完全符合定理; 3^{2}+4^{2}=9+16=25=5^{2},完全符合定理;32+42=9+16=25=52,完全符合定理;
其他常见勾股数:5、12、13;6、8、10 等。关键注意点
- 仅适用于直角三角形(有一个角是 90°);
- 斜边是直角三角形中最长的边,对应直角的对边。
python化(不是我弄出来的)
# 导入数学库,用于开平方运算importmath# 功能1:已知直角边a、b,计算斜边cdefcalculate_hypotenuse(a,b):""" 计算直角三角形的斜边长度 参数: a: 第一条直角边(正数) b: 第二条直角边(正数) 返回: 斜边长度 """# 先计算平方和,再开平方c=math.sqrt(a**2+b**2)returnc# 功能2:验证三个数是否满足勾股定理(判断是否为勾股数)defcheck_pythagorean(a,b,c):""" 验证a、b、c是否满足勾股定理(自动识别斜边) 参数: a, b, c: 三角形的三条边长(正数) 返回: True/False:是否满足勾股定理 """# 先把三个数排序,最大的数作为斜边sides=sorted([a,b,c])# 排序后:sides[0]和sides[1]是直角边,sides[2]是斜边returnmath.isclose(sides[0]**2+sides[1]**2,sides[2]**2)# 主程序:简单的交互演示if__name__=="__main__":# 示例1:计算斜边(输入经典勾股数3、4)a=3b=4c=calculate_hypotenuse(a,b)print(f"已知直角边a={a},b={b},斜边c={c}")# 输出:5.0# 示例2:验证勾股数(3、4、5)print(f"验证3、4、5是否满足勾股定理:{check_pythagorean(3,4,5)}")# 输出:True# 示例3:验证非勾股数(2、3、4)print(f"验证2、3、4是否满足勾股定理:{check_pythagorean(2,3,4)}")# 输出:False# 可选:让用户手动输入数值(新手友好)print("\n===== 手动输入验证 =====")try:num1=float(input("请输入第一条边长:"))num2=float(input("请输入第二条边长:"))num3=float(input("请输入第三条边长:"))result=check_pythagorean(num1,num2,num3)ifresult:print(f"{num1}、{num2}、{num3}满足勾股定理(是直角三角形的三边)")else:print(f"{num1}、{num2}、{num3}不满足勾股定理")exceptValueError:print("输入错误!请输入数字(如3、4.5等)")码关键解释
- math.sqrt():Python 内置的开平方函数,比如math.sqrt(25)返回 5.0;
- math.isclose():用于判断两个浮点数是否近似相等(避免因浮点数精度问题导致判断错误,比如 3.0000000001 和 3 视为相等);
- sorted([a,b,c]):自动把三个数从小到大排序,不用用户手动区分哪条是斜边,更智能;
- 异常处理try-except:防止用户输入非数字导致程序崩溃,新手也能轻松避免报错。