歷史的角落:勾股定理如此重要,為何發(fā)現它的人卻籍籍無名?
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相信當我打出這個題目的時候,就有許多人在心里嘀咕:這人的初中數學估計深得看門大爺的真?zhèn)鳌?/p>
隨著我國教育事業(yè)的普及,幾乎人人都是“高材生”的時代已經來到了。
勾股及弦,這兩個非常罕見的雙胞胎也走進了千萬人的視野范圍內。
在文言文中,勾股和弦是非常重要的數學符號。
直角三角形中,最長的邊是弦,最短的邊是勾,而那個不短也不長的邊則是股。
在等腰直角三角形中,勾和股則是長度一樣的存在。
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雖然勾股定理大名鼎鼎,但是大家對發(fā)明勾股定理的人卻幾乎一無所知。
當然,其中很大的原因是因為我國很少以“人名”命名發(fā)現。
發(fā)明勾股定理的那個人也不是姓勾名股,更和弦沒什么關系。
1.隱姓埋名的偉大發(fā)現者
最早發(fā)明勾股定理的人叫做商高,出生于距今兩千五百多年的前的西周。
關于商高的記載,見于《周髀算經》。
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按照《周髀算經》的記載,商高不僅對勾股定理給出了非常嚴格且完善的總結,而且還從數學角度驗證了勾股定理。
因此這個定理后來也被稱為“商高定理”。
但由于年代久遠,我們已經無法對這個史實進行行之有效的實地考察。
因此近現代許多專家就對商高提出了質疑,他們不僅否認了商高定理,甚至對于商高是否真實出現過都抱有懷疑心態(tài)。
這里由于確實沒有史實驗證,所以筆者也對此不進行過多討論了。
根據近現代歷史學家以及考古專家們的不懈努力,考證《周髀算經》大約成書于公元前100年左右。
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這證明了我國確實是最早發(fā)現勾股定理的國家。
很可惜,由于古人與現代人的思維差異,這本書中記載的證明最終沒有得到專家的認可。
但這本書中確實提供了一個大概的思路,這一點是毋庸置疑的。
不過由于證明不詳盡,導致因此商高最終失去了第一個發(fā)現勾股定理的人的資格。
當然,關于這一點我們也不能吹毛求疵。
畢竟由于我古代重道輕器,重視實踐,輕視理論,所以我國古代數學史上許多重要的定理都只給出了思路,卻沒有嚴格的驗證程序。
這也就導致了許多人以假亂真,產生了許多錯誤思路。
今天的國際社會,公認的最早發(fā)現勾股定理的人是古希臘著名的數學家、哲學家畢達哥拉斯。
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他早在公元前六世紀就完成了對勾股定理的驗證。
也正因為畢達哥拉斯的卓越貢獻,國際社會中的“勾股定理”又名“畢達哥拉斯定理”。
但中國數學家也不甘落后。
三國時期(公元三世紀左右),吳國人趙爽用弦圖證明了勾股定理的存在。
這張圖現在成為了我國科學院數學與系統數學研究院的logo,也算是給我國數學家正了名。
2.神奇的勾股定理
雖然最早發(fā)明勾股定理的人我們無從得知(國際社會公認為畢達哥拉斯),但在公元前30世紀的古巴比倫,就已經開始應用勾股定理了。
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很可惜的是,作為四大文明古國之一的古巴比倫同樣沒有證實。
作為古代最神奇的數學定理,勾股定理也是目前世界上存在的證明方法最多的額定理。
據不完全統計,截止2018年,世界上已經有583種勾股定理的證明方法。
后來還出現了一些大佬給出了非常奇葩且獨特的證明法。
也算是嚴謹的數學世界里為數不多的樂趣了。
3.勾股定理的重要意義
或許勾股定理背后的故事更讓人驚訝。
勾股定理的出現曾經引發(fā)數學界的一次地震。
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這個引起者就是勾股定理的國際公認發(fā)明者畢達哥拉斯先生。
在古希臘,畢達哥拉斯以及他的教派對于有理數有非常虔誠的崇拜。
結果畢達哥拉斯定理卻引發(fā)出了有理數的“死對頭”——無理數。
大家想一下,勾股都為一的直角三角形的弦是多少?
沒錯,就是根號二。
雖然畢達哥拉斯相信真理,但他的流派以及古希臘其他哲學家可不買賬。
他們認為提出無理數的畢達哥拉斯以及他的流派是邪惡的異端邪說。
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不僅如此,勾股定理的出現還是數學界一次不折不扣的革命。
勾股定理將數形第一次真正結合了起來,讓解析幾何真正出現在了大家的視野里。
此外,勾股數的誕生也是勾股定理的重要影響。
PS:類似3、4、5等這種勾股數就是最好的驗證。
后來業(yè)余數學家費馬因為勾股數受到啟發(fā),還提出了在長達三百年內都沒有被證明的費馬猜想。
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PS:筆者學高數時,被一長串的費馬大定律難為過也不是一次兩次了。
三百多年后,經過無數數學家嘔心瀝血,費馬大定律終于堂而皇之地走到了眾人的面前。
根據費馬大定律,我們可以得知:不存在三個正整數x、y、z滿足x^n+y^n=z^n,n為任意大于二的正整數。
再說一句,這個定理要和大家糾纏到代數幾何,其中橢圓曲線更是重災區(qū)。
結語
作為最古老、最偉大的數學定理之一,勾股定理的來由就此就結束了。
雖然作為數學的入門知識,勾股定理確實很簡單,但可恨程度還是很高的。
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文獻參考:《二十四史》《史記》《漢書》《后漢書》《戰(zhàn)國策》《左傳》《春秋》《呂氏春秋》等。
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