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수학데이

피타고라스 정리 — 넓이로 보는 시각 증명

직각삼각형에서 밑변 a 와 높이 b 를 슬라이더로 바꿔 보세요. 세 변 위에 그린 정사각형의 넓이를 보면 작은 두 개(a²+b²)의 합이 언제나 큰 하나(c²)와 똑같다는 것이 눈에 보입니다. 두 번째 모드는 넓이가 왜 같은지를 조각을 재배열해 증명합니다.

9+16=25
a² + b² = c² (c = 빗변)
0% = a²+b² 배치 · 100% = c² 배치

🔎 지금 세 정사각형의 넓이

a² (밑변)
3 × 3
9
b² (높이)
4 × 4
16
c² (빗변)
5 × 5
25
a² + b² = 9 + 16 = 25 = c² ✓

📐 피타고라스 수 (세 변이 모두 정수)

abc = √(a²+b²)a² + b² = c²
3459 + 16 = 25
681036 + 64 = 100
5121325 + 144 = 169
9121581 + 144 = 225
8151764 + 225 = 289
7242549 + 576 = 625

가로·세로가 정수 칸이어도 빗변은 대부분 무리수(예: a=2, b=3 → c=√13)입니다. 세 변이 모두 정수가 되는 특별한 조합을 피타고라스 수라고 불러요. 슬라이더가 위 표의 값과 맞으면 그 줄이 초록색으로 켜집니다.

정리 — 왜 항상 성립할까?

① 세 정사각형 모드 : 직각삼각형의 세 변에 각각 정사각형을 그리면 그 넓이는 a² b² c² 입니다. 다리 길이를 아무리 바꿔도 파랑+청록 = 빨강 이 유지돼요.
② 재배열 증명 모드 : 한 변이 (a+b) 인 똑같은 정사각형 두 개를 놓고, 각각에서 똑같은 직각삼각형 4개(회색)를 빼냅니다. 남는 넓이는 왼쪽이 a²+b², 오른쪽이 c². 큰 정사각형도 같고 빼낸 삼각형도 같으니 남은 넓이도 같을 수밖에 없습니다 → a² + b² = c².
삼각비로 이어짐 : 이 관계에서 sin²θ + cos²θ = 1 이 나옵니다(양변을 c²으로 나누면 끝).