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定理証明済み

ピタゴラスの定理(三平方の定理)

内容

直角を挟む二辺の長さが aa と bb、斜辺の長さが cc である任意の直角三角形において、a2+b2=c2a^2 + b^2 = c^2 が成り立つ。逆に、三角形の三辺の長さが a2+b2=c2a^2 + b^2 = c^2 を満たすならば、長さ cc の辺に対する角は直角である。

なぜ正しいのか?

直角三角形の三つの辺それぞれの上に正方形を作ると、その面積は a2a^2、b2b^2、c2c^2 となる。一辺が a+ba + b の大きな正方形の中に元の直角三角形のコピーを四つ並べると、覆われていない部分の領域は、面積 c2c^2 の傾いた一つの正方形としても、四つの三角形をスライドさせて二つの長方形にまとめた後の面積 a2a^2 と b2b^2 の二つの小さな正方形としても表せる。全体の面積も四つの三角形の面積も変わらないため、残りの面積は一致しなければならず、a2+b2=c2a^2 + b^2 = c^2 となる。

証明の概略

直角の頂点から長さ cc の斜辺に垂線を下ろし、斜辺を長さ pp と qq(ただし p+q=cp + q = c)の二つの線分に分ける。二つの小さな直角三角形はそれぞれ元の三角形と鋭角を共有するため、三つの三角形はすべて相似である。直角を挟む辺と斜辺の比を比べると ac=pa\dfrac{a}{c} = \dfrac{p}{a} および bc=qb\dfrac{b}{c} = \dfrac{q}{b}、すなわち a2=cpa^2 = cp と b2=cqb^2 = cq が得られる。この二式を足し合わせれば a2+b2=c(p+q)=c2a^2 + b^2 = c(p + q) = c^2 となる。

証明者

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ステップごとの証明

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参考文献

  1. Euclid (translated by Thomas L. Heath) (1956). The Thirteen Books of Euclid's Elements, Vol. 1 (Book I, Propositions 47–48)
  2. Eli Maor (2007). The Pythagorean Theorem: A 4,000-Year History