勾股定理的证明可以通过几何构造和面积计算来完成,以下是详细步骤:
**证明过程:**
1. **构造图形:**
作一个边长为 \(a + b\) 的大正方形。在其内部四个角各放置一个全等的直角三角形,每个三角形的直角边分别为 \(a\) 和 \(b\),斜边为 \(c\)。四个三角形的斜边围成一个内部小正方形,边长为 \(c\)。
2. **计算大正方形的面积:**
大正方形的边长为 \(a + b\),面积为:
\[
(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2
\]
3. **计算四个直角三角形的总面积:**
每个三角形的面积为 \(\frac{1}{2}ab\),四个三角形的总面积为:
\[
4 \times \frac{1}{2}ab = 2ab
\]
4. **确定内部小正方形的面积:**
内部正方形的边长为 \(c\),面积为 \(c^2\)。根据面积关系,大正方形的面积等于四个三角形面积加上内部小正方形面积:
\[
a^2 + 2ab + b^2 = 2ab + c^2
\]
5. **推导勾股定理:**
两边减去 \(2ab\) 得:
\[
a^2 + b^2 = c^2
\]
即直角三角形斜边的平方等于两直角边的平方和。
**结论:**
通过几何构造和面积计算,我们证明了勾股定理 \(a^2 + b^2 = c^2\) 成立。