2 勾股定理
在任意一个直角三角形中,两条直角边的平方和等于斜边的平方。
a² + b² = c²
- a 和 b 分别表示直角三角形的两条直角边长度。
- c 表示斜边长度。
我们大多数人都认为这个公式只适用于三角形和几何图形。勾股定理可用于任何形状,也可用于任何将数字平方的公式。
2.1 了解面积是如何工作的
我喜欢从新的角度来看待古老的话题,并发现其中的深度。例如,在写这一章之前,我发现自己对面积的理解并不深刻。
是的,我们可以背诵方程式,但我们真的了解面积的本质吗?
这个事实可能会让你大吃一惊:
- 在正方形中,我们的 “线段 ”通常是一条边,面积就是这条边的平方(边 5,面积 25)。在圆中,线段通常是半径,面积是 πr²(半径 5,面积 25π)。很简单。
我们可以任意选取一条线段来计算它的面积:每条线段都有一个 “面积因子”:Area = Factor ·(line segment)²
在这个通用等式中,每条线段都有一个 “面积因子”:
例如,看一下正方形的对角线(“d”)。一个正方形的对角线是 d/√2 因此面积变为d²/2。
2.2 我们可以选择任何线段吗?
当然可以。传统线段(正方形的边)和你选择的线段(周长,恰好是边的 4 倍)之间总是存在某种关系。既然我们可以在 “传统 ”线段和 “新 ”线段之间进行转换
线段之间进行转换,因此使用哪种线段并不重要--只是在乘法运算时,面积系数不同而已。
2.3 我们可以选择任何形状吗?
- 所有正方形都相似(面积总是 s²)
- 所有圆形也相似(面积总是 πr²)
- 所有三角形并不相似:有的胖,有的瘦--每种三角形都有自己的面积系数,这取决于您使用的线段。改变三角形的形状,等式就会改变。
我希望这些高层次的概念是有意义的:
- 面积可以从任何线段的平方中求得,而不仅仅是边或半径 - 每条线段都有不同的 "面积系数”
- 相同的面积方程适用于相似的形状 对于极客来说:为什么所有相似的形状都有相同的面积系数?这是我的直觉:
相同形状的缩放版本具有相同的比率。为什么呢?
当我们移动一个物体时,它的表面大小可能会发生变化(近处的停车标志与远处的停车标志),但比例似乎应该保持不变。一个物体是否可以知道它是从远处看的,并修改边长与面积的比例呢?
考虑两个相似的形状。把大的推开,直到它与小的表面大小相同。现在它们看起来完全一样,因此具有相同的比例(面积与周长等)。现在把大的那个拉回来。这个形状看起来更大了,但它的比例在移动过程中并没有改变--它们和较小的形状是一样的。
2.4 勾股定理的直观认识
我们需要一个关键概念: 任何直角三角形都可以分割成两个相似的直角三角形。在点上画一条垂直线,就能把一个直角三角形分割成两个较小的直角三角形。
Area(Big) = Area(Medium)+ Area(Small)
2.5 有用的应用: 圆
尝试任何形状 我们在图中使用了三角形,这是最简单的二维形状。但是线段可以属于任何形状。例如圆形:
现在我们把它们相加会发生什么呢?
2.6 有用的应用: 平方守恒 勾股定理适用于任何有平方项的方程。
• Network of 50M = Network of 40M + Network of 30M.
非常惊人--第 2 和第 3 个网络共有 7000 万人,但它们并不是一个连贯的整体。拥有 5000 万人的网络与其他网络加起来的价值相当。
- 50 输入 = 40 输入 + 30 输入
- 半径 50 的面积 = 半径 40 的面积 + 半径 30 的面积
- 时速 500 英里时的能量 = 时速 400 英里时的能量 + 时速 300 英里时的能量
2.7 享受你的新发现
在我们的学习生活中,我们一直认为勾股定理是关于三角形和几何图形的。
当你看到一个直角三角形时,就会意识到它的边可以代表形状中任何部分的长度,而边也可以代表任何有正方形的等式中的变量。也许只是我的错觉,但我觉得这很令人惊讶。
这个美丽的定理还有很多很多,比如测量任何距离。请参见下一章。