一種勾股定理的證明,切到下面的中間

可在此把玩。

後來我叫claude為我介紹了這種勾股定理的歷史背景:

這個證法通常稱為佩里加爾剖分(Perigal's dissection),你程式裡的五塊拼法就是它。各來源對年份的說法有出入,下面一併註明。

佩里加爾其人

亨利·佩里加爾(Henry Perigal,1801–1898)是英國股票經紀人、業餘數學家,因這個剖分證法,以及他認為月球不自轉的非主流主張而聞名。他不是專業學者,他的著作大多是自費出版,只有兩篇文章接近正規科學發表。其中一篇就包含這個著名的勾股定理剖分證明。

發現與發表的時間

  • 發現時間:有文獻說他在 1835 年重新發現了這個剖分。另一說是 1835 至 1840 年間。
  • 發表時間:發表於《Messenger of Mathematics》,常見的引用是 1873 年第 2 卷。也有文獻記為 1875 年第 19 期。
  • 小冊子:1891 年他又在小冊子《Geometric Dissections and Transpositions》中給出這個證明。

他非常看重這個成果。他把同樣的圖印在自己的名片上。據一個網頁的說法,他還讓人把圖刻在自己的墓碑上。這一點我只找到這一個來源。

更早的先聲

這個想法並非完全由他首創。劉徽(約公元 263 年)的《勾股圓方圖注》常被視為最早的一般性剖分證明。阿拉伯世界也有類似的工作:

  • Thābit ibn Qurra(826–901):他給出兩個用剖分法完成的原創證明,還提出了定理的推廣。
  • Abū'l-Wafā':一份文獻指出,Abū'l-Wafā' 推廣了這種剖分,佩里加爾是重新發現了同一種剖分。

這些剖分彼此關係很近,但是否與佩里加爾的拼法完全相同,各家說法不一。可以說他在歐洲獨立地重新發現並推廣了它。

幾何背景

這個五塊剖分可以由兩種鋪磚疊合得到:一種是以大正方形為單元的正方形鋪磚,另一種是由兩個小正方形生成的「畢氏鋪磚」。這也說明了你程式裡的特點:只用平移,不需要旋轉或翻轉,四塊分別移到大正方形的四個角,中間的缺口剛好是小正方形的大小。據說最先指出疊合兩種鋪磚能得到一整族連續變化的剖分證明的是 Paul Mahlo。這也解釋了為什麼程式裡的角度可以在 0°–45° 之間連續調整,圖形始終成立。

佩里加爾的晚年工作還延伸到其他剖分問題。1891 年他發表了方形三等分的 6 塊解法,是當時已知最少的塊數。

 

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