知识点睛:
众所周知,勾股定理是我国劳动人民智慧的结晶,是我国古代数学的辉煌成就之一,不仅如此,在我国古代也出现了许许多多与勾股定理相关的实际问题,为方便同学们了解我国的光辉灿烂的数学历史,现归纳几例,供参考
一、“执竿入城”问题
例 1、鲁迅先生在《古小说钓沉》辑本中有一则《执竿入城》的寓言:“鲁有执长竿入城门者,初竖执之,不可入;横执之,亦不可入,计无所出,俄有老父至,曰:吾非圣人,但见事多矣,何不以锯中截而入,遂依而入.”我国当代数学家许淳舫教授将这则寓言编成一道趣味数学题,收入《古算趣味》中:
笨人持竿要进屋,无奈门框拦住竹;
横多四尺竖多二,没法急得放声哭;
有个自作聪明者,教他斜竹对两角;
笨伯依言试一试,不多不少刚抵足;
借问竿长多少数,谁人算得我佩服.
其大意是:有一个人拿着竹竿进屋,横着拿比门框多四尺,竖着拿比门框多二尺,斜对门框两角恰好可以进入屋内,问这根竹竿长多少尺?
解:下面我们用勾股定理知识来解答,(其示意图如图 1).
设竿长 AC= x(尺),则 AD=( x- 2)尺, DC=( x- 4)尺.
在 Rt△ ADC中,由勾股定理,得 AD 2+ DC 2= AC 2,即( x- 2) 2+( x- 4) 2= x 2.
解得 x= 10( x= 2舍去).
故竿长为 10尺.
二、“荡秋千”问题
例 2、我国明朝数学家程大位( 1533~ 1606年)写过一本数学著作叫做《直指算法统宗》,其中有一道与荡秋千有关的数学问题是用《西江月》词牌写的:
平地秋千未起,踏板一尺离地;
送行二步与人齐,五尺人高曾记;
仕女佳人争蹴,终朝笑语欢嬉;
良工高士素好奇,算出索长有几?
词写得很优美,翻译成现代汉语大意是:有一架秋千,当它静止时,踏板离地 1尺,将它往前推送 10尺(每 5尺为一步),秋千的踏板就和人一样高,这个人的身高为 5尺,如果这时秋千的绳索拉得很直,试问它有多长?
解:下面我们用勾股定理知识来解答,(其示意图如图 2).
设绳索 AC= AD= x(尺),则 AB=( x+ 1)- 5(尺), BD= 10(尺).
在 Rt△ ABD中,由勾股定理,得 AB 2+ BD 2= AD 2,即( x- 4) 2+ 10 2= x 2.
解得 x= 14.5,即绳索长为 14.5尺.
三、“荷花摇摆”问题
例 3、 12世纪的印度著名数学家婆什迦罗在其著作《丽拉瓦提》中有一道荷花问题,清华大学教授许纯舫先生的在《古算趣味》中把它翻译为一道古诗题:
波平如镜一平面,半尺高处出红莲;
亭亭多姿湖中立,突被大风吹一边
离开原处两尺远,花贴湖面像睡莲
请你用心算一算,池塘在此多深浅?
其大意是:一支红莲高出池塘水面半尺,被风一吹,红莲离开原处二尺,恰好贴在湖面上,请你算一算,池塘有多深?
解:下面我们用勾股定理知识来解答,(其示意图如图 3).
设 AD为红莲,出水处为点 C.
依题意, CD=尺, BC= 2尺.
设湖深 x尺,则红莲高为 AD= AB=(+)尺
在 Rt△ ACB中,由勾股定理,得.
解得 x= 3.75(尺),即水深 3.75尺.