همانطور که می دانید یکی از انواع مثلث ها مثلث قائم الزاویه است در مثلث قائم الزاویه ضلع مقابل به زاویه ی قائمه که بزرگترین ضلع مثلث است را وتر می نامیم در شکل زیر مثلث ABC قائم الزاویه و ˆA=90∘ این مثلث دو ضلع AB و AC اضلاع زاویه ی قائمه و ضلع BC وتر مثلث است.
فيثاغورس ( فیلسوف و ریاضیدان یونانی ) با تحقیق بر روی مثلث قائم الزاویه به این نتیجه رسید:
(مساحت مربعی که با وتر مثلث قائم الزاویه ساخته میشود برابر است با مجموع مساحت دو مربعی که با اضلاع زاویه ی قائمه ساخته می شود.)
این رابطه بعدها رابطه ی فیثاغورس نامیده شد. طبق شکل زیر مساحت هر شکل کنار آن نوشته شده است . بنابراین :
c=5⇒ مساحت مربع روی وتر:c2=25
a=3⇒a2=9b=4⇒b2=16}⇒ مجموع مساحت ها :9+16=25
با مقایسه ی دو عبارت داریم:
c2=a2+b2
در هر مثلث قائم الزاويه مجذور وتر برابر است با مجموع مجذور دو ضلع زاویه ی قائمه.
(توضیح: به توان دوم یک عدد مربع یا مجذور آن عدد می گویند به طور مثال مربع یا مجذور ۷ برابر است با 72 یا 49)
برعکس این رابطه نیز برقرار است یعنی اگر در مثلثی رابطه ی فیثاغورس برقرار باشد ( مجذور وتر با مجموع مجذور دو ضلع زاویه ی قائمه برابر باشد) آن مثلث حتما قائم الزاویه است.
از این ویژگی برای تعیین اندازه ی اضلاع مثلث قائم الزاویه یا تشخیص نوع مثلث استفاده می کنیم.
برای مثلث ABC را در نظر بگیرید.
۶۴=۸×۸ : مساحت مربعی به ضلع AB
۳۶=۶×۶ : مساحت مربعی به ضلع BC
بنابراین طبق رابطه ی فیثاغورس داریم64+36=100 : مساحت مربعی به ضلع AC پس AC=√100=10
مثال
با توجه به اندازه های داده شده در شکل مقابل مقدار x را به دست آورید.
طبق رابطه فیثاغورس داریم :
x2=22+52=4+25=29⇒√29
با توجه به این مثال که (√3)2=√3×√3=√9=3 ؛ اگر a عددی مثبت باشد همواره رابطه ی(√a)2=a برقرار است.
آیا مثلثی با اضلاع √11,6,5 قائم الزاویه است؟
62=3652+(√11)2=11+25=36}⇒62=52+(√11)2
بنابراین مثلث مورد نظر قائم الزاویه است.
دقت کنیم در شکل هایی که مجهول ، ضلع زاویه ی قائمه است از معادل های دیگر رابطه ی فیثاغورس
استفاده کنیم.
c2=a2+b2⇒{a2=c2−b2b2=c2−a2
در شکل مقابل مقدار b را به دست آورید.
با توجه به شکل زیر مثلث قائم الزاویه ای به وتر ۱۱ و ضلع قائمه ی ۲ واحد به وجود می آید و بنا به رابطه ی فیثاغورس داریم:
b2=112−22=121−4=117⇒b=√117
به کمک رابطه ی فیثاغورس محیط شکل زیر را به دست آورید.
برای محاسبه ی محیط باید مقدار z را به دست آورد بنابراین باید به ترتیب مقادیر x و y و z را محاسبه کنیم.
طبق شکل شماره ۱, X وتر مثلث قائم الزاویه ی متساوی الساقین است.بنابراین داریم:
x2=12+12=1+1=2⇒x=√2
با جایگذاری مقدار x در شکل شماره ۲ داریم:
y2=12+(√2)2=1+2=3⇒y+√3
و با جایگذاری مقدار ۷ در شکل شماره ۳ داریم:
z2=12+(√3)2=1+3=4⇒z=√4=2
بنابراین مقدار محیط شکل عبارت است از:
p=1+1+1+1+2=6
با استفاده از رابطه ی فیثاغورس پاره خطی به طول √10 رسم کنید.
به کمک رابطه ی فیثاغورس به دو مربع نیاز داریم که مجموع مساحت آنها ۱۰ باشد. به طور مثال با انتخاب مربع هایی به مساحت های ۱ و ۹ (به ضلع ۱ و ۳ سانتیمتر) برای اضلاع مثلث قائم الزاويه طبق رابطه ی فیثاغورس مساحت مربعی که روی وتر ساخته می شود ۱۰ سانتیمتر مربع است پس ضلع این مربع √10 خواهد بود.
x2=12+32=1+9=10⇒x=√10
بنابراین کافی است به کمک خط کش و گونیا مثلثی قائم الزاویه که اضلاع زاویه ی قائمه ی آن ۱ و ۳ سانتی متر هستند، ترسیم کنیم. وتر مثلث ترسیم شده همان پاره خط موردنظر به اندازه ی √10 خواهد بود.
در شکل مقدار xرا به کمک رابطه فیثاغورس به دست اورید.
x2=62+62=36+36=72⇒x=√72
تهیه کنندگان: شهریار ارم و ندا بهرامی نیا