Menü
|
Pitagorasz-tétele
III.
Az
alábbi animáció segítségével emeljünk négyzeteket a derékszögű
háromszög oldalaira. A nagyobb befogóra emelt négyzetet a középpontján
átmenő, a háromszög átfogójával párhuzamos illetve arra merőleges
vágásokkal bontsuk részekre! Bizonyítsuk be, hogy a két
befogóra emelt
négyzet részei átdarabolhatók az átfogóra emelt négyzetté! |
Az
ABC
derékszögű háromszög AC
és BC
befogóira kifelé az ACDE
és a BCGF,
átfogójára az ABIH
négyzetet emeltük az ábra szerint. A hosszabb átfogóra emelt négyzet O
középpontján keresztül húzott vágások a BCGF négyzetet az
ábra
szerint 4 részre bontják. Először vegyük észre, hogy a kapott részek
egymással egybevágók, hiszen pl. az O pont körüli
90°-os forgatás az
MBLO
négyszöget az LFKO
négyszögbe viszi (a négyzet és a két vágás
alkotta alakzat invariáns a forgatásra nézve). Az MBLO négyszöget
tovább forgatva újabb 90° után a KGJO,
majd a JCMO
négyszöget kapjuk,
amint arról az alábbi animáció segítségével is
meggyőződhetünk.
A
következőkben toljuk el az OLFK
négyszöget úgy, hogy az O
csúcs a H
csúcsba kerüljön! Mivel OK
párhuzamos HA-val,
ezért az
eltolás után a K
pont K'
képe illeszkedik a HA
szakaszra, és ehhez
hasonlóan az L
pont L' képe
illeszkedik a HI
szakaszra. Ezután toljuk
el az OKGJ
négyszöget úgy, hogy az O
pont képe I
legyen. Ugyanolyan
megfontolásból a K
pont K''
képe IB-re,
a J pont
képe (J')
pedig IH-ra
esik.
Megmutatjuk,
hogy a J
pont képe egybeesik L'-vel
és F'
illeszkedik a JG
szakasz eltolt képére (L'G'-re).
Ehhez vegyük észre,
hogy ABLJ
paralelogramma, ezért
,
,
és
mivel JO=J'I és OL=HL', így
,
amiből
HI=AB miatt
,
ami
csak úgy képzelhető el, ha J'
és
L'
egybeesik. Másrészt LF
és JG párhuzamosak,
ezért eltolt képeik, L'F'
és L'G' is
párhuzamosak. Ebből valóban következik, hogy F' illeszkedik
L'G'-re.
Eredményeinket úgy is megfogalmazhatjuk, hogy az eltolt
négyszögek az L'
csúcsnál hézag és átfedés nélkül illeszkednek
egymáshoz.
Az alábbi
ábra azt mutatja, hogy a nagyobb befogóra rajzolt négyzet további két
négyszöge is eltolható az átfogóra rajzolt négyzet megfelelő
csúcsaihoz, az illeszkedés mindenhol átfedés és hézag nélküli. Ez
pontosan úgy bizonyítható, mint az előbb. Az ABIH négyzet
"közepén"
kimarad egy négyszög, az ábrán B'F'G'C'
négyszög. Az eltolásokból
adódóan ennek szomszédos oldalai merőlegesek (pl. J'B' párhuzamos
LB-vel
és C'K''
párhuzamos CB-vel,
de LB és AB merőlegesek
egymásra). A
B'F'G'C'
négyszög tehát téglalap, melynek oldalai párhuzamosak az ACDE
négyzet megfelelő oldalaival, C'B'
oldalára pedig
,
.
Hasonló
gondolatmenet mutatja, hogy a téglalap másik oldala is megegyezik az
ACDE
négyzet oldalával, vagyis B'F'G'C'
négyzet, mely egybevágó az ACDE
négyzettel. Mivel megfelelő oldalaik párhuzamosak, ezért az ACDE
négyzet eltolással vihető az B'F'G'C'
négyzetbe. Ezzel az átdarabolás, és
így Pitagorasz-tételének helyességét is igazoltuk.
|
|