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出生于希腊萨摩斯岛,数学家、哲学家,人称萨摩斯岛的贤人,组织过秘密社团,并以严格的戒律进行管理。晚年时,虽然代表着当时数学界的最高水平,却不为故乡所接纳,只得移居意大利南部。在意大利克罗托内,毕达哥拉斯虽然试图创立新的社团,却因卷入政治纷争而罢手。据说,有人因未能加入毕达哥拉斯的社团而心生恨意,鼓动群众将其杀害了。
毕达哥拉斯数
从很早以前开始,人们就知道,某些直角三角形三边长度的比值可以形成整数比,如3:4:5等。满足这种条件的数字组合被称为毕达哥拉斯数,利用毕达哥拉斯数可以推导出下面的公式。
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毕达哥拉斯发现了a²+b²=c²
毕达哥拉斯最伟大的发现,就是让直角三角形的上述规律一般化,不再局限于3:4:5或5:12:13这样的特殊情况。他证明了三边长度为a、b、c的直角三角形满足a²+b²=c²的关系,这就是毕达哥拉斯定理(也叫勾股定理)。
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上图是用多个等腰直角三角形瓷砖拼成的图形。数数瓷砖的块数,你就能直观地看出a²+b²=c²了。你可能会想,如果是不等腰的一般直角三角形,这个关系还成不成立?
我们可以用如下方法证明毕达哥拉斯定理。
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上图为一个小正方形(c²,黄色部分)和四个三角形(蓝色部分)拼成的一个大正方形,大正方形的边长为a+b。经过简单计算,即可证明a²+b²=c²。
另一个意想不到的发现
可就在此时,毕达哥拉斯有了一个意想不到的发现。当等腰直角三角形的两条直角边长度为1时,它的斜边长度无法用整数或分数来表示。这有什么问题呢?在当时,人们普遍认为所有的直线都是由一个个点构成的,所以线段的长度必然可以用整数或整数之比(分数)来表示。毕达哥拉斯的发现突破了这一点。
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破坏规矩者死?
毕达哥拉斯的社团有这么一条规矩,社团内部的发现,不许泄露给外人。据说,如果有人破坏了这条规矩,把“存在不能用分数表示的数字”这个秘密透露给外人,那社团就要把泄密者杀掉。其实,人们意识到无理数的存在,正是从发现“不能用分数表示的数字”开始的。
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[1]公约数只有1的两个整数,叫作互质整数。
死于清规戒律的毕达哥拉斯
在研究音阶的过程中,毕达哥拉斯逐渐产生“万物皆数”的思想,尤其钟爱1+2+3=6这样的完全数(见专栏1),即便是进入社团,也要进行数学测试。毕达哥拉斯虽然由于出色的辩论能力收获了很高的人气,却也由于其社团的封闭和影响力之大逐渐遭人排斥。最终,某个未能通过社团考试的人鼓动群众将他杀害了。还有这么一个传说,据说毕达哥拉斯在逃亡路上见到了一片豆田,由于社团规定不能触碰豆子,所以他始终在田边徘徊,没踏入豆田,最后被捕殒命。
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调查重量不一的铁锤在撞击时发出的声音
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调查大小不一的钟、装有不同水量的杯子在敲击时发出的声音
受到铁匠捶打之声的启发,毕达哥拉斯注意到了弦乐器和笛子的音程与振动频率的比例关系。
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用铁丝悬吊重量不一的铁坠,调查拨动铁丝发出的声音
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聆听大小不一的笛子发出的声音
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见到豆子,别过头去的毕达哥拉斯