【中算】勾股定理:“雙矩重迭圖”
鄭濤(Tao Steven Zheng)著
據(jù)三國時代數(shù)學家趙爽《周髀算經(jīng)注》:
兩差相乘倍而開之, 所得以股弦差增之為勾。以勾弦差增之為股。兩差增之為弦。
今譯:兩差(“勾弦差”和“股弦差”)相乘,加倍,開方,所得加上股弦差,等于勾;所得加上勾弦差,等于股;所得加上兩差,等于弦。
在這段文中,趙爽指出關(guān)于勾股形(直角三角形)其中一個恒等式以及應(yīng)用。
兩差相乘倍而開之:
所得以股弦差增之為勾:
以勾弦差增之為股:
兩差增之為弦:
這些公式是從哪里來的?中國古代數(shù)學家習慣用圖來解析幾何公式。用于推導以上公式的圖叫作“勾股雙矩重迭圖” 。

根據(jù) “勾股雙矩重迭圖”,勾方的面積為 ,股方的面積為
,弦方的面積為
;黃方部分為勾方和股方相重迭的正方形,其面積為
;相對的兩個青矩形的面積都是
。由圖可見
根據(jù)勾股定理 ,得
開方即得
《九章算術(shù)》第九卷 “勾股” 第十二題也有使用這些公式。
今有戶不知高、廣,竿不知長短。橫之不出四尺,從之不出二尺,邪之適出。問:戶高、廣、袤各幾何?
今譯:假設(shè)有一門戶,不知道它的高和廣,有一根竹竿,不知道它的長短。將竹竿橫著,有4尺出不去,豎起來有2尺出不去,將它斜著恰好能出門。問:門戶的高、廣、斜各是多少?
這道題的 “橫之不出” 和 “從之不出” 就是 “勾弦差” 與 “股弦差”。
題解在這里:
【中文版】https://www.bilibili.com/read/cv13299296
【英文版】https://www.bilibili.com/read/cv13298996
標簽: