Ver o código fonte de "Teorema de Pitágoras"

{{1000}}
{{1000 artigos icona título|materia=Matemáticas}}
[[Ficheiro:Pythagorean.svg|miniatura|Enunciado xeométrico do teorema de Pitágoras: A suma das áreas do dous cadrados de lados respectivos os catetos (''a'' e ''b'') é igual á área do cadrado de lado a hipotenusa (''c'').]]

O '''Teorema de Pitágoras''' é unha relación entre os tres lados dun [[triángulo rectángulo]]. Establece que o cadrado da [[hipotenusa]] é igual á suma dos cadrados dos [[cateto]]s; é dicir, se ''a'' e ''b'' son as lonxitudes dos catetos e ''c'' a da hipotenusa do triángulo rectángulo, verifícase a chamada "igualdade pitagórica"<ref name=Sally0>{{cita libro |título=Roots to research: a vertical development of mathematical problems |nome1=Judith D. |apelidos1=Sally |nome2=Paul |apelidos2=Sally |páxina=63 |capítulo=3: Pythagorean triples |url=http://books.google.com/books?id=nHxBw-WlECUC&pg=PA63
|isbn=0-8218-4403-2 |ano=2007 |editor=American Mathematical Society Bookstore |lingua=inglés}}</ref>:
:<math>a^2 + b^2 = c^2\!\,</math>

O [[teorema]] leva o nome do [[matemático]] [[Grecia antiga|grego]] [[Pitágoras]] (''ca.'' 570 a.C.—''ca.'' 495 a.C.), a quen a tradición atribúe a súa [[Proba matemática|demostración]]<ref name=Allman2>{{cita libro |título=Greek Geometry from Thales to Euclid |nome=George Johnston |apelidos=Allman |páxina=26 |url=http://books.google.com/?id=-gYCAAAAYAAJ&pg=PA26 |editor=Hodges, Figgis, & Co |anoorixinal=1889 |ano=2005 |cita=O descubrimento da lei dos tres triángulos, chamada comunmente "teorema de Pitágoras", atribúese amais del, entre outros, a Vitrubio, Laertes, Proclo, Plutarco... |editorial=Kessinger Publishing |isbn=1-4326-0662-X |lingua=inglés}}</ref><ref name="heath">{{cita libro |título=A History of Greek Mathematics (2 Vols.)|apelidos=Heath |nome=Sir Thomas |editor= Clarendon Press |localización=Oxford |url=http://books.google.com/?id=h4JsAAAAMAAJ&pg=PA144 |volume=I |páxina=144 |capítulo=The 'Theorem of Pythagoras' |anoorixinal=1921 |edición=Dover Publications, Inc. |ano=1981 |isbn= 0-486-24073-8 |lingua=inglés}}</ref>, se ben arguméntase frecuentemente que o coñecemento de teorema é anterior. Hai evidencias de que os [[Babilonia|babilonios]] coñecían e entendían a fórmula, mais chegaron ata nós poucas evidencias de que a usaran como ferramenta matemática<ref name=Neugebauer>{{cita libro |título=The exact sciences in antiquity |páxina=36 |url=http://books.google.com/?id=JVhTtVA2zr8C&pg=PA36 |nome=Otto |apelidos=Neugebauer |isbn=0-486-22332-9 |ano=1969 |anoorixinal=1957 |editor=Brown University Press |edición=2ª |editorial=Courier Dover Publications |lingua=inglés }}. Para un punto de vista diferente, véxase {{cita libro |nome=Dick |apelidos=Teresi |páxina=52 |título=Lost Discoveries: The Ancient Roots of Modern Science |url=http://books.google.com/?id=pheL_ubbXD0C&pg=PA52 |isbn=0-7432-4379-X |ano=2003 |editor=Simon and Schuster |lingua=inglés }}, onde se especula con que a primeira columna da táboa 322 da [[Plimpton 322|colección Plimpton]] amosa un coñecemento dalgúns elementos de trigonometría dos babilonios. Esta opinión é tamén sostida en {{cita publicación periódica |nome=Eleanor |apelidos=Robson |título=Words and Pictures: New Light on Plimpton 322  |ano=2002 |doi= 10.2307/2695324 |jstor=2695324 |revista=The American Mathematical Monthly |volume=109 |número=2 |páxinas=105–120 |editor=Mathematical Association of America |lingua=inglés}}. Véxase tamén {{Cita web |url=http://www.dma.ulpgc.es/profesores/pacheco/Robson.pdf |título=Words and Pictures: New Light on Plimpton 322 |autor=Eleanor Robson |data= |obra= |editor=Departamento de Matemáticas. Universidade das Palmas de Gran Canaria |dataacceso=1 de setembro de 2013 |lingua=inglés |urlarquivo=https://web.archive.org/web/20130921054112/http://www.dma.ulpgc.es/profesores/pacheco/Robson.pdf |dataarquivo=21 de setembro de 2013 |urlmorta=si }}. A opinión xeralmente aceptada hoxe en día é a de que os babilonios non tiñan coñecemento das funcións trigonométricas, véxase {{Cita web |url=http://arxiv.org/abs/1004.0025 |título=The Plimpton 322 Tablet and the Babylonian Method of Generating Pythagorean Triples |autor=Abdulrahman Ali Abdulaziz |arxiv=1004.0025 |páxina=§2, 7 |data=31 de marzo de 2010 |obra=arXiv |editor=Cornell University Library |dataacceso=1 de setembro de 2013 |lingua=inglés }}.</ref><ref name=Livio>{{cita libro |título=The golden ratio: the story of phi, the world's most astonishing number |nome=Mario |apelidos=Livio |páxina=25 |url=http://books.google.com/?id=bUARfgWRH14C&pg=PA25 |isbn=0-7679-0816-3 |editor=Random House, Inc |ano=2003 |lingua=inglés}}</ref>.

O teorema ten numerosas demostracións, posibelmente é o teorema matemático con máis demostracións. Hainas de todo tipo, tanto demostracións xeométricas como alxébricas, tendo algunhas delas algúns milenios de existencia. O teorema pode ser xeneralizado de múltiples formas, en espazos de dimensións superiores e en espazos non euclidianos, a obxectos que non son triángulos rectángulos é, de feito, a obxectos que nin sequera son triángulos como os sólidos ''n''-dimensionais. O teorema de Pitágoras ten interese fóra das matemáticas como símbolo da dificultade matemática, da mística, ou do poder intelectual. Hai referencias populares dabondo na [[literatura]], [[teatro]], [[música]], [[canción]]s, [[Selo postal|selos]] e [[viñeta]]s.

== Historia ==
[[Ficheiro:Plimpton 322.jpg|miniatura|A táboa [[babilonia]] [[Plimpton 322]] ten gravadas [[terna pitagórica|ternas pitagóricas]]<ref name=Neugebauer/>.]]
Hai un debate sobre se o teorema de Pitágoras foi descuberto unha vez ou varias veces en moitos lugares.

A historia do teorema pode dividirse en catro partes: coñecemento das [[terna pitagórica|ternas pitagóricas]], coñecemento da relación entre os lados dun triángulo rectángulo, coñecemento das relacións entre ángulos adxacentes, e demostracións do teorema no ámbito dun sistema dedutivo.

[[Bartel Leendert van der Waerden]] (1903–1996) conxecturou que as ternas pitagóricas foron descubertas alxebricamente polos babilonios<ref>{{Cita libro |apelidos=van der Waerden |nome=Bartel Leendert |título=Geometry and Algebra in Ancient Civilizations |editor=Springer |páxina=5 |ano=1983 |isbn=3-540-12159-5 |url=http://books.google.com/?id=_vPuAAAAMAAJ&q=%22Pythagorean+triples%22++%22Babylonian+scribes%22+inauthor:van+inauthor:der+inauthor:Waerden&dq=%22Pythagorean+triples%22++%22Babylonian+scribes%22+inauthor:van+inauthor:der+inauthor:Waerden&cd=1 |lingua=inglés}}</ref><ref>{{cita libro |título=Was Pythagoras Chinese?: An examination of right triangle theory in ancient China  |nome1=Frank |apelidos1=Swetz |nome2=T. I. |apelidos2=Kao |url=http://books.google.com/?id=WaaGNz9G7l8C&pg=PA12&dq=%22Babylonian+tables+of+number+triples%22&cd=1#v=onepage&q=%22Babylonian%20tables%20of%20number%20triples%22 |isbn=0-271-01238-2 |ano=1977 |editor=Penn State Press |páxina=12 |lingua=inglés}}</ref>. Escrito entre 2.000 e 1.786 a.C., o papiro ''[[Papiro de Berlin|Berlin 6619]]'' do período medio do [[Imperio Medio de Exipto|imperio exipcio]] inclúe un problema cuxa solución é a terna pitagórica 6:8:10, mais o problema non menciona ningún [[triángulo]]. A táboa [[Mesopotamia|mesopotámica]] ''[[Plimpton 322]]'', escrita entre os anos 1790 e 1750 a.C. durante o reinado de [[Hammurabi]] o Grande, contén moitos exemplos intimamente relacionados coas ternas pitagóricas.

Na [[India]], o [[Sulba Sutras|Sulba Sutra]] escrito por [[Baudhayana]] en data incerta entre os séculos [[Século -VIII|VIII]] e [[Século -II|II]] a.C., contén unha lista de ternas pitagóricas descubertas alxebricamente, un enunciado do teorema de Pitágoras, e unha demostración [[Xeometría|xeométrica]] deste para un triángulo rectángulo [[isóscele]]. O ''Sulba Sutra'' de [[Apastamba]] (''ca.'' 600&nbsp;a.C.) contén unha demostración numérica do caso xeral do teorema de Pitágoras, usando un cómputo de áreas. Van der Waerden cría que dita demostración "estaba certamente baseada en tradicións antigas". [[Carl Benjamin Boyer]] pensaba que os elementos achados en ''[[Shulba Sutras|Śulba-sũtram]]'' debían ter raíces mesopotámicas<ref>{{cita libro |nome=Carl Benjamin |apelidos=Boyer |ligazónautor=Carl Benjamin Boyer|ano=1968 |título=A history of mathematics |url=http://books.google.com/?id=1ZDuAAAAMAAJ&cd=1&dq=China+and+India+rules+for+the+construction+of+right+angles+inauthor%3ACarl+inauthor%3ABenjamin+inauthor%3ABoyer&q=diagonal+of+a+rectangle+is+equal+to+the+sum+#search_anchor |capítulo=China and India |páxina=229 |cita=achamos regras para a construción de ángulos rectos mediante o uso de cordas divididas en tres partes cuxas lonxitudes forman unha terna pitagórica, como, por exemplo 3:4:5, 5:12:13, 8:15:17 ou 12:35:37. Porén todas estas ternas poden derivarse facilmente das vellas regras babilonias; polo tanto, é bastante probábel a influencia mesopotámica nos ''Sulvasũtras''. Aspastamba sabía que o cadrado da diagonal dun rectángulo é igual á suma dos cadrados dos dous lados adxacentes, mais esta forma do teorema de Pitágoras tamén pode derivarse de Mesopotamia. [...] Son tan conxecturábeis a orixe e o período dos ''Sulvasũtras'' que non se pode dicir se estas regras están relacionadas ou non coa topografía exipcia temperá, ou co último problema grego da duplicación do altar. Hai varias datacións nun amplo período de case un milenio, desde o século VIII a.C. ata o século II da nosa era. |editor=Wiley |lingua=inglés}}. Véxase tamén {{cita libro |título=A History of Mathematics |nome1=Carl B. |apelidos1=Boyer |nome2=Uta C. |apelidos2=Merzbach |isbn=0-470-52548-7 |url=http://books.google.com/?id=xwIZQwAACAAJ&printsec=frontcover&dq=editions:UOM39015015720447 |publisher=Wiley |edición=3ª |ano=2010 |lingua=inglés}}</ref>.

[[Ficheiro:Chinese pythagoras.jpg|miniatura|250px|Demostración xeométrica do teorema de Pitágoras no ''[[Zhou Bi Suan Jing]]''.]]
Con contidos coñecidos desde moito antes, mais sobreviventes en textos datados arredor do [[Século -I|século I a.C.]], o texto [[China|chinés]] ''[[Zhou Bi Suan Jing]]'' (周髀算经), (''A aritmética clásica do Gnomon e as sendas circulares do Ceo'') proporciona un razoamento do teorema de Pitágoras para o triángulo de lados (3, 4, 5), coñecido en China como o "teorema Gougu" (勾股定理)<ref name=Crease>{{cita libro |título=The great equations: breakthroughs in science from Pythagoras to Heisenberg |páxina=25 |nome=Robert P. |apelidos=Crease |isbn=0-393-06204-X |ano=2008 |editor=W W Norton & Co. |lingua=inglés}}</ref><ref name=Cullen>Unha discusión máis extensa sobre as orixes dos textos do Zhou Bi pode consultarse en {{cita libro |título=Astronomy and Mathematics in Ancient China: The 'Zhou Bi Suan Jing' |nome=Christopher |apelidos=Cullen |url=http://books.google.com/?id=U9E88abLP10C&pg=PA139&dq=to+datable++events+%22relate+the+material%22&cd=1#v=onepage&q=to%20datable%20%20events%20%22relate%20the%20material%22 |páxinas=139 e seguintes |isbn=0-521-03537-6 |ano=2007 |editor=Cambridge University Press |lingua=inglés}}</ref>. Durante a [[dinastía Han]] (202&nbsp;a.C. a 220&nbsp;d.C), aparecen ternas pitagóricas no libro ''[[Os Nove Capítulos sobre a Arte Matemática]]''<ref name=Hui>Este traballo é unha compilación de 246 problemas, algúns dos cales sobreviviron á queima do libro en 213&nbsp;a.C., e foron postos na forma final antes da fin do século I. Foi amplamente comentado por Liu Hui no ano 263 {{cita libro |título=Sherlock Holmes in Babylon: and other tales of mathematical history |nome=Philip D, |apelidos=Straffin, Jr. |capítulo=Liu Hui and the first golden age of Chinese mathematics |nome-editor1=Marlow |apelidos-editor1=Anderson |nome-editor2=Victor J. |apelidos-editor2=Katz |nome-editor3=Robin J. |apelidos-editor3=Wilson |url=http://books.google.com/books?id=BKRE5AjRM3AC&pg=PA69 |páxinas=69 e seguites |isbn=0-88385-546-1 |ano=2004 |editorial=Mathematical Association of America |lingua=inglés}}, Véxase en particular §3: ''Nine chapters on the mathematical art'', páxinas 71 e seguintes.</ref>, xunto cunha mención aos triángulos rectángulos<ref name=Shen>{{cita libro |título=The nine chapters on the mathematical art: companion and commentary |nome1=Kangshen |apelidos1=Shen |nome2=John N. |apelidos2=Crossley |nome3=Anthony Wah-Cheung |apelidos3=Lun |páxina=488 |url=http://books.google.com/?id=eiTJHRGTG6YC&pg=PA488 |isbn=0-19-853936-3 |ano=1999 |editor=Oxford University Press |lingua=inglés}}</ref>. Algúns cren que o teorema xurdiu primeiro en China<ref name=Centaurus>En particular, Li Jimin; véxase {{cita libro |título=Centaurus |volume=39 |url=http://books.google.com/?id=UJlFAAAAYAAJ&q=%22Shang+Gao+Theorem%22&dq=%22Shang+Gao+Theorem%22&cd=2 |páxinas=193 & 205 |ano=1997 |editor=Munksgaard|localización=Copenhagen |lingua=inglés}}</ref>, onde é coñecido como o "teorema Shang Gao" (商高定理)<ref name=CY_Chen>{{cita libro |título=Early Chinese work in natural science: a re-examination of the physics of motion, acoustics, astronomy and scientific thoughts |url=http://books.google.com/?id=2Wxj0SW9hBgC&pg=PA139 |páxina=142 |capítulo=§3.3.4 Chén Zǐ's formula and the Chóng-Chã method; Figure 40 |isbn=962-209-385-X |ano=1996 |editor=Hong Kong University Press |nome1=Chen |apelidos1=Cheng-Yih |lingua=inglés}}</ref>, nomeado así con posterioridade ao astrónomo e matemático do Duque de Zhou, cuxo razoamento compuxo a meirande parte do que está no ''Zhou Bi Suan Jing''<ref name=Wu>{{cita libro |título=Selected works of Wen-tsün Wu |nome=Wen-tsün |apelidos=Wu |url=http://books.google.com/?id=xV4lECaKDzwC&pg=PA158 |páxina=158 |capítulo=The Gougu theorem |isbn=981-279-107-8 |ano=2008 |editor=World Scientific |lingua=inglés}}</ref>.

[[Pitágoras]] (569 a.C. - 475 a.C.) usou métodos alxébricos para construír ternas pitagóricas, de acordo co comentario de [[Proclo]] sobre [[Euclides]]. Proclo, porén, escribiu entre o 410 e o 485 d.C. Segundo [[T. L. Heath|Sir Thomas L. Heath]] (1861–1940), non existe ningunha atribución específica do teorema a Pitágoras na literatura grega que se conserva dos cinco séculos posteriores á época de Pitágoras<ref name="Euclides">{{cita libro |apelidos=Euclides |título=Os Elementos |trad_título=The Elements (3 vols.) |nome-editor=Johan Ludvig |apelidos-editor=Heiberg |cita=Introdución e comentario de Sir Thomas L. Heath |lugar=Dover |anoorixinal=1908 |ano=1956 |volume=1 (Libros I e II) |páxina=351 |isbn= 0-486-60088-2 |url=http://books.google.com/books?id=UhgPAAAAIAAJ&printsec=frontcover&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false |lingua=inglés}}</ref>. Non obstante, cando autores como [[Plutarco de Queronea|Plutarco]] e [[Marco Tulio Cicerón|Cicerón]] atribuíron o teorema a Pitágoras, fixérono dun xeito que suxería que dita atribución era amplamente coñecida e fóra de toda dúbida<ref name="heath"/><ref name="Euclides"/>. "Se esta fórmula é correctamente atribuída ao propio Pitágoras, [...] pódese asumir con certeza que pertence ao período máis antigo das matemáticas pitagóricas"<ref name=Fritz>Unha cuidadosa discusión das contribucións de Hippasus áchase en {{cita publicación periódica |título=The Discovery of Incommensurability by Hippasus of Metapontum  |autor=Kurt Von Fritz |revista=The Annals of Mathematics. Second Series |volume=46 |data=Abril, 1945|páxinas=242–264 |jstor=1969021 |número=2 |editor=Annals of Mathematics |lingua=inglés}}</ref>

Segundo Proclo, arredor do 400 a.C. [[Platón]] deu un método para encontrar ternas pitagóricas que combinaba [[álxebra]] e xeometría. A [[demostración axiomática]] do teorema máis antiga que se coñece aparece nos [[Elementos de Euclides]] arredor do 300 a.C.<ref name= Aaboe>{{cita libro |título=Episodes from the early history of mathematics |nome=Asger |apelidos=Aaboe |url=http://books.google.com/books?id=5wGzF0wPFYgC&pg=PA51 |páxina=51 |cita=... non é ata Euclides que achamos unha secuencia lóxica de teoremas xerais con demostracións propias. |isbn=0-88385-613-1 |ano=1997 |editor=Mathematical Association of America |lingua=inglés}}</ref>

== Outras formas do teorema ==
Como xa se indicou na introdución, se ''c'' denota a [[Lonxitude (magnitude)|lonxitude]] da hipotenusa e ''a'' e ''b'' denotan as lonxitudes dos catetos, o teorema de Pitágoras pode expresarse mediante a ecuación pitagórica:

: <math>a^2 + b^2 = c^2\, </math>

isto é: ''"En todo triángulo rectángulo, a hipotenusa ao cadrado é igual á suma dos cadrados dos catetos".''

Se a lonxitude dos catetos ''a'' e ''b'' é coñecida, entón a hipotenusa ''c'' pode calcularse sen máis que despexala na ecuación pitagórica:

: <math> c = \sqrt{a^2 + b^2}. \,</math>

isto é: ''"A hipotenusa é igual á raíz cadrada da suma dos cadrados dos catetos".''

Se a lonxitude da hipotenusa ''c'' e a dun cateto (''a'' ou ''b'') son coñecidas, a lonxitude do outro cateto pode calcularse igualmente despexándoo na ecuación pitagórica:

: <math>a = \sqrt{c^2 - b^2}. \,</math>

ou

:<math>b = \sqrt{c^2 - a^2}. \,</math>

A ecuación pitagórica relaciona os lados dun triángulo rectángulo dun xeito simple, de modo que se as lonxitudes de dous lados son coñecidas, pódese calcular a lonxitude do terceiro lado. Outro corolario do teorema é que, en calquera triángulo rectángulo, a hipotenusa é maior que calquera dos catetos, pero menor ca suma destes.

=== Teorema de Pitágoras xeneralizado ===
{{Artigo principal|Teorema do coseno}}
Unha xeneralización deste teorema é o [[teorema do coseno]], que permite calcular a lonxitude dun lado de calquera triángulo coñecidos os outros dous lados e o [[ángulo]] comprendido entre eles. Se dito ángulo é recto, o teorema do coseno redúcese á ecuación pitagórica.

A forma matemática do teorema do coseno é:

::<math> a^2=b^2+c^2-2 b\,c\, \cos \Theta </math>
Sendo <math> \Theta </math> o ángulo oposto ao lado ''a''.

== Demostracións ==
O teorema de Pitágoras é dos que contan cun maior número de demostracións diferentes, utilizando métodos moi diversos. Unha das causas disto é que na [[Idade Media]] se esixía unha nova demostración del para acadar o grao de ''Magíster matheseos''.

Algúns autores propoñen ata máis de mil demostracións. Outros autores, como o matemático estadounidense E. S. Loomis, catalogou 367 probas diferentes no seu libro de [[1927]] ''The Pitagoream Proposition''<ref name="Loomis">{{Cita libro |apelidos=Loomis |nome=Elisha Scott |título=The Pythagorean proposition|edición=2ª |editor=The National Council of Teachers of Mathematics |anoorixinal=1940 |ano=1968 |isbn=978-0-87353-036-1 |lingua=inglés}}. Para o texto completo da edición de 1940, véxase {{cita web |url=http://www.eric.ed.gov/PDFS/ED037335.pdf |autor=Elisha Scott Loomis |título=The Pythagorean proposition: its demonstrations analyzed and classified, and bibliography of sources for data of the four kinds of proofs |dataacceso=2 de setembro de 2013 |obra=Education Resources Information Center |editor=Institute of Education Sciences (IES) of the U.S. Department of Education |lingua=inglés}}</ref>.

Nese mesmo libro, Loomis clasificaría as demostracións en catro grandes grupos: as ''alxébricas'', onde se relacionan os lados e mailos segmentos do triángulo; as ''xeométricas'', nas que se realizan comparacións das áreas; as ''dinámicas'', a través das propiedades de forza, masa; e as ''cuaterniónicas'', mediante o uso de vectores.

=== Demostración pitagórica ===
[[Ficheiro:Pythagore.jpg|miniatura|A demostración pitagórica.]]
O teorema de Pitágoras xa era longamente coñecido antes da súa época, mais el debeu ser o primeiro en demostralo<ref>{{Cita libro |título=The Pythagorean Theorem: The Story of Its Power and Beauty |nome=Alfred |apelidos=Posamentier |ligazónautor= |coautores= |ano=2010 |editor=Prometheus Books |localización= |isbn= |páxina=23 |páxinas= |dataacceso=2 de setembro de 2013 |url=http://books.google.com/books?id=fHFuCkSrfysC&pg=PA307 |lingua=inglés}}</ref>. De calquera xeito, a demostración atribuída a Pitágoras é moi simple, e é unha proba das chamadas ''por reagrupamento''.

Os dous cadrados máis grandes, de áreas iguais, que se mostran na figura conteñen, cada un, catro triángulos idénticos, e a única diferenza entre eles radica en que os triángulos están dispostos de forma diferente en cada cadrado. Polo tanto, as superficies de cor branca en cada cadrado grande deben ter a mesma área. Dita área no cadrado da esquerda é ''c<sup>2</sup>'', mentres que no da dereita é a suma das áreas ''a<sup>2</sup>'' e ''b<sup>2</sup>'' dos dous cadrados que a forman. Igualando as áreas destas superficies obtense o resultado do teorema, [[QED]]<ref>{{Cita libro |título=The Moment of Proof: Mathematical Epiphanies |nome=Donald |apelidos=Benson |ligazónautor= |coautores= |ano=1999 |editor=Oxford University Press |localización= |isbn= |páxina= |páxinas=172-173 |dataacceso=30 de agosto de 2013 |url=http://books.google.com/books?id=8_vbuzxrpfIC&pg=PA172 |lingua=inglés}}</ref>.

O feito de que Pitágoras orixinara esta moi simple proba infírese dos escritos do [[filósofo]] e [[matemático]] grego tardío, Proclo<ref name="Maor">{{Cita libro |título=The Pythagorean Theorem: A 4,000-year History |nome=Eli |apelidos=Maor |ligazónautor= |coautores= |ano=2007 |editor=Princeton University Press |localización=Princeton, New Jersey |isbn=978-0-691-12526-8 |páxina= |páxinas=39, 47, 61 |dataacceso=2 de setembro de 2013 |url=http://books.google.com/?id=Z5VoBGy3AoAC&printsec=frontcover&q |lingua=inglés}}</ref>. A continuación amósanse algunhas outras demostracións do teorema, mais esta é a que se coñece como a pitagórica.

=== Demostración de Euclides ===
[[Ficheiro:PythagoreEuclide.ogv |miniatura|Presentación animada da demostración de Euclides.]]
A demostración presentada por Euclides nos Elementos apóiase por un lado no caso de igualdade de dous triángulos que teñen un ángulo da mesma medida entre dous lados coas mesmas lonxitudes, e por outra parte sobre a proposición XLI do libro I:

{{cita|Se un paralelogramo e un triángulo teñen unha mesma base, e están entre as mesmas paralelas; entón o paralelogramo será [de área] dobre do triángulo.}}

[[Ficheiro:PythagoreEuclide0.svg|miniatura|esquerda|Figura para a demostración de Euclides.]]
A demostración comeza construíndo cadrados sobre os lados dun triángulo rectángulo: Sexa ABC o triángulo rectángulo co ángulo recto en A, e sexan BCED, ABFG e ACIH os tres cadrados construídos exteriormente sobre os lados. A altura de ABC que parte do vértice A corta ao lado oposto BC en J e ao segmento DE en K

Trátase de demostrar que a área do cadrado BCED é igual á suma das áreas dos cadrados ABFG e ACIH.

Os triángulos BCF e ABD teñen un ángulo igual en B (a súa medida é a do ángulo agudo en B do triángulo ABC aumentada nun ángulo recto) e por construción {{nowrap|1=BF = AB}} e {{nowrap|1=BC = BD}}. Polo tanto os triángulos BCF e ABD teñen a mesma área. Agora ben, segundo a proposición XLI mencionada, a área do triángulo BCF vale a metade da do cadrado ABFG e a área do triángulo ABD vale a metade da do rectángulo BDKJ. Polo tanto o cadrado ABFG e o rectángulo BDKJ teñen mesma área.

Do mesmo xeito, os triángulos BCI e ACE teñen un ángulo igual en C coas igualdades {{nowrap|1=AC = CI}} e {{nowrap|1=BC = CE}}, polo tanto ambos triángulos teñen a mesma área. E segundo a proposición XLI, o cadrado ACIH ten a mesma área que o rectángulo CEKJ.

Finalmente, o cadrado BCED descomponse en dous rectángulos BDKJ e CEKJ, cuxas áreas son as de ABFG e ACIH respectivamente [[QED|q.e.d.]]

=== Demostración por semellanza de triángulos ===
Esta demostración está baseada na [[proporcionalidade]] dos lados de dous triángulos [[Semellanza (xeometría)|semellantes]], isto é, no feito de que a razón dos lados correspondentes de triángulos semellantes é sempre a mesma, independentemente do tamaño dos triángulos.

No triángulo da figura de hipotenusa ''c'' e catetos ''a'' e ''b'', trázase a altura ''f'' sobre a hipotenusa. Obtéñense así dous triángulos rectángulos (un de hipotenusa ''a'' e catetos ''d'' e ''f'', e outro de hipotenusa ''b'' e catetos ''e'' e ''f'') semellantes ao inicial. Pola semellanza de cada un destes triángulos co inicial, téñense as igualdades:
[[Ficheiro:teorema.png|miniatura|esquerda|Proba por semellanza de triángulos.]]
:<math>\frac{d}{a} = \frac{a}{c} \quad \Rightarrow \quad d = \frac{a^2}{c}\quad (1)</math>

:<math>\frac{e}{b} = \frac{b}{c} \quad \Rightarrow \quad e = \frac{b^2}{c}\quad (2)</math>

Como <math>\scriptstyle c = d + e \,\! </math> e substituíndo polas igualdades (1) e (2):
:<math> c = \frac{a^2}{c} + \frac{b^2}{c} </math>

Multiplicando todo por ''c'' obtense o teorema:
:<math> c^2 = a^2 + b^2 \,\!.</math>

O papel desta demostración na historia é motivo de especulación. A cuestión é por que Euclides non usou esta proba, mais inventou outras. Unha conxectura é que a demostración para triángulos semellantes utiliza a teoría das proporcións, un tópico non discutido ata a parte final dos ''Elementos'', e que a teoría das proporcións necesitaba non estaba o suficientemente desenvolvida naquel tempo<ref name="Maor"/><ref name=Hawking>{{cita libro |título=God created the integers: the mathematical breakthroughs that changed history |nome=Stephen W. |apelidos=Hawking |ligazónautor=Stephen Hawking |páxina=12 |url=http://books.google.com/?id=3zdFSOS3f4AC&pg=PA12 |isbn=0-7624-1922-9 |ano=2005 |editor=Running Press Book Publishers |localización=Philadelphia |lingua=inglés}}. Esta proba foi a que apareceu primeiro, logo de que un programa informático fose implementado para chequear demostracións euclidianas.</ref>.

=== Demostracións por reagrupamento ===
Xa se discutiu a ''demostración pitagórica'', que é unha demostración por reagrupamento. A mesma idea inspira as tres demostracións que se mostran máis abaixo. A demostración animada da esquerda, consiste nun cadrado grande de lado {{nowrap|''a'' + ''b''}}, que contén catro triángulos rectángulos iguais. Os triángulos móstranse en dous agrupamentos distintos, o primeiro deixa dous cadrados ''a''<sup>2</sup> e ''b''<sup>2</sup> sen cubrir; mentres que o segundo deixa un cadrado ''c''<sup>2</sup> sen cubrir. A área do cadrado grande non cambia, a área dos catro triángulos é a mesma ao comezo e ao remate, polo tanto as áreas negras ao principio e ao final deben ser iguais, é dicir {{nowrap|''a''<sup>2</sup> + ''b''<sup>2</sup> {{=}} ''c''<sup>2</sup>.}}

A segunda proba por reagrupamento móstrase na animación do medio. Un cadrado grande fórmase con área ''c''<sup>2</sup> a partir de catro triángulos rectángulos de lados ''a'', ''b'' e ''c'', cos lados fixados arredor dun pequeno cadrado central. Despois fórmanse dous rectángulos de lados ''a'' e ''b'' movendo os triángulos. Engadindo o cadrado máis pequeno a estes rectángulos prodúcense dous cadrados de áreas ''a''<sup>2</sup> e ''b''<sup>2</sup>, que teñen que ter a mesma área que o cadrado grande inicial<ref name=Bogomolny>{{cita web |url=http://www.cut-the-knot.org/pythagoras/index.shtml |título=Pythagorean Theorem |páxinas=Probas números 10, 3, 4 e 40 |autor=Alexander Bogomolny |data= |obra=Cut the Knot: Interactive Mathematics Miscellany and Puzzles |editor= |dataacceso=2 de abril de 2013 |lingua=inglés}}</ref>.

A terceira, a imaxe da dereita, tamén proporciona unha demostración por reagrupamento. Os dous cadrados superiores sobre os catetos divídense en pezas (mostradas en tons azuis e verdes) que, cando se reagrupan, poden encaixarse e encher o cadrado inferior sobre a hipotenusa - ou, reciprocamente, o cadrado inferior pode dividirse como se mostra na figura en pezas que enchen os dous cadrados superiores máis pequenos. Isto mostra que a área do cadrado grande é igual á suma das áreas dos dous cadrados pequenos, o cal demostra o teorema<ref name=Loomis/>

{|
| [[Ficheiro:Pythag anim.gif|miniatura|Animación mostrando unha proba por reagrupamento de catro triángulos rectángulos iguais.]]
| [[Ficheiro:Pythagoras-2a.gif|miniatura|Animación que amosa outra proba por reagrupamento de catro triángulos rectángulos.]]
| [[Ficheiro:Pythagorean theorem rearrangement.svg|miniatura|Proba que usa un reagrupamento elaborado.]]
|}

=== Demostracións alxébricas ===
[[Ficheiro:Pythagoras algebraic2.svg|miniatura|As dúas demostracións alxébricas.]]
O teorema pode probarse alxebricamente usando catro copias dun triángulo rectángulo de catetos ''a'' e ''b'' e hipotenusa ''c'', dispostos dentro dun cadrado de lado ''c'' como na metade superior da imaxe<ref name=Bogomolny/>. Os triángulos son iguais de área <math>\tfrac12ab</math>, mentres que o cadrado pequeno central ten de lado {{nowrap|''b'' − ''a''}} e área {{nowrap|(''b'' − ''a'')<sup>2</sup>}}. A área do cadrado grande será polo tanto:
:<math>(b-a)^2+4\frac{ab}{2} = (b-a)^2+2ab = a^2+b^2. \, </math>

Mais como é un cadrado de lado ''c'' e área ''c''<sup>2</sup>, será:
:<math>c^2 = a^2 + b^2. \, </math>

Outra proba similar usa as catro copias do mesmo triángulo dispostas simetricamente arredor dun cadrado central de lado ''c'', como se mostra na parte inferior da imaxe<ref name=Bogomolny/>. O cadrado grande ten de lado {{nowrap|''a'' + ''b''}} e área {{nowrap|(''a'' + ''b'')<sup>2</sup>}}. Os catro triángulos e o cadrado central teñen que ter a mesma área que o cadrado grande, polo tanto:
:<math>(b+a)^2 = c^2 + 4\frac{ab}{2} = c^2+2ab,\,</math>
obténdose o resultado:
:<math>c^2 = (b+a)^2 - 2ab = a^2 + b^2.\,</math>
[[Ficheiro:Garfield Pythagoras.svg|miniatura|esquerda|A demostración de [[James Abram Garfield|Garfield]].]]
Unha demostración relacionada coas anteriores foi publicada polo que sería presidente dos [[Estados Unidos de América|Estados Unidos]], [[James Abram Garfield|James Garfield]], cando estaba na [[Cámara dos Representantes]]<ref name=Garfield>Publicado nunha columna semanal de matemáticas: {{cita publicación periódica |título=The New England Journal of Education |volume=3 |páxina=161 |ano=1876 |autor=James A. Garfield |lingua=inglés}} como se indica en {{cita libro |título=The mathematical universe: An alphabetical journey through the great proofs, problems, and personalities |url=http://books.google.com/?id=3tG_FRQ9N1QC&cd=1&dq=%22mathematical+universe%22+inauthor%3AWilliam+inauthor%3ADunham&q=New+England+Journal#search_anchor |nome=William |apelidos=Dunham |ano=1997 |editor=Wiley |isbn=0-471-17661-3 |páxina=96 |lingua=inglés}} e en {{Cita web |url=http://www.efiko.org/material/A%20Calender%20of%20Mathematical%20dates%20by%20Frederick%20Rickey.pdf |título=A calender of mathematical dates: April 1, 1876 |autor=V. Frederick Rickey |data= |obra= |editor= |dataacceso=8 de setembro de 2013 |lingua=inglés}}</ref><ref name=animation>{{Cita web |url=http://math.colgate.edu/faculty/dlantz/pythpfs/garfldpf.html |título=Animación da demostración de Garfield |autor=David Lantz |data= |obra=David Lantz' web site of animated proofs |editor= |dataacceso=8 de setembro de 2013 |lingua=inglés |urlarquivo=https://web.archive.org/web/20130828104818/http://math.colgate.edu/faculty/dlantz/Pythpfs/Garfldpf.html |dataarquivo=28 de agosto de 2013 |urlmorta=si }}</ref>. No canto dun cadrado úsase un [[trapecio]] que se obtén do cadrado da segunda demostración precedente, mediante a bisección do cadrado grande ao longo da diagonal do cadrado interior, tal e como se mostra na imaxe. A área do trapecio é a metade da área do cadrado grande, é dicir:
:<math>\frac{1}{2}(b+a)^2.</math>
Por outra banda, a área do trapecio é igual á suma das áreas do triángulo rectángulo isóscele de cateto ''c'' e os dous triángulos rectángulos iguais de catetos ''a'' e ''b'', co cal:
:<math>\frac{1}{2}(b+a)^2 = \frac{1}{2} c^2 + 2\frac{ab}{2} = \frac{1}{2}c^2+ab</math>
Multiplicando por 2 para eliminar o factor <math>\frac{1}{2}</math>, desenvolvendo o cadrado da suma e simplificando, obtense o resultado.

=== Demostración usando o produto escalar ===
[[Ficheiro:Exemplo de um triângulo retângulo.svg|miniatura]]
Dotando ao plano da estrutura de [[espazo vectorial]], os [[vector]]es que forman os lados dun triángulo rectángulo <math>ABC</math> verifican a relación:
:<math>\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{AC}+\overrightarrow{CB}</math>
A lonxitude dun lado do triángulo é igual ao módulo do vector que o forma. O cadrado desa lonxitude será, por tanto, igual ao cadrado do módulo, o cal é igual ao [[produto escalar]] do vector por si mesmo, e tendo en conta a relación anterior, temos que:
:<math>AB^2 = \overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AB} = (\overrightarrow{AC}+\overrightarrow{CB}) \cdot (\overrightarrow{AC}+\overrightarrow{CB})</math>
Aplicando as propiedades distributiva e conmutativa do produto escalar:
:<math>AB^2 = AC^2 + CB^2 + 2 \overrightarrow{AC} \cdot \overrightarrow{CB}</math>
Finalmente, como os vectores <math> \overrightarrow{AC}</math> e <math> \overrightarrow{CB}</math> son perpendiculares, o seu produto escalar é nulo, e obtense o teorema:
:<math>AB^2 = AC^2 + CB^2</math>

=== Demostración usando diferenciais ===
[[Ficheiro:Pythag differential proof.svg|miniatura|Diagrama para a proba diferencial.]]
O teorema de Pitágoras pode obterse estudando como varía a hipotenusa cando se produce un pequeno cambio nun cateto, empregando do [[cálculo infinitesimal]]<ref name=Bogomolny/><ref name="Staring">
{{cita publicación periódica |doi=10.2307/2691395 |título=The Pythagorean proposition: A proof by means of calculus |autor=Mike Staring |revista=Mathematics Magazine |editor=Mathematical Association of America |volume=69 |número=1 |páxinas=45&ndash;46 |ano=1996 |jstor=2691395 |lingua=inglés}}</ref><ref>{{cita publicación periódica |autor= Bruce C. Berndt |título= Ramanujan—100 years old (fashioned) or 100 years new (fangled)? |revista= The Mathematical Intelligencer |volume= 10 |páxina= 24 |ano= 1988 |doi=10.1007/BF03026638 |lingua= inglés |número= 3}}</ref>.

O triángulo ''ABC'' que se mostra na parte superior da imaxe é un triángulo rectángulo de hipotenusa ''BC''. Este mesmo triángulo aparece na parte inferior da imaxe chamándolle ''y'' á lonxitude da hipotenusa, ''x'' á lonxitude do cateto ''AC'' e ''a'' á lonxitude do cateto ''AB''.

Se se incrementa ''x'' nunha pequena cantidade ''dx'' ampliando o lado ''AC'' lixeiramente ata ''D'', entón ''y'' tamén se incrementa en ''dy''. Estes incrementos son os lados do triángulo ''CDE'' que é ''aproximadamente'' rectángulo e semellante a ''ABC''. Pola semellanza, as razóns dos lados correspondentes son iguais, isto é:
:<math> \frac{dy}{dx} = \frac xy.</math>
Que pode ser reescrito como segue:
:<math>y \cdot dy - x \cdot dx = 0.\,</math>
Isto é unha [[ecuación diferencial]] cuxa solución dá:
:<math>y^2 - x^2 = C,\,</math>
E a constante pode calcularse facendo ''x'' = 0, ''y'' = ''a'', para obter a ecuación:
:<math>y^2 = x^2 + a^2\,</math>
Esta demostración é máis intuitiva ca formal: pode facerse máis rigorosa substituíndo ''dx'' e ''dy'' por [[Límite matemático|límites]] propios.

== Na cultura popular ==
[[Ficheiro:UniversumUNAM18.JPG|miniatura|Exposición sobre o teorema de Pitágoras no Museo Universum ([[Universidade Nacional Autónoma de México|UNAM]]) en [[Cidade de México|México D.F.]]]]
O teorema de Pitágoras aparece na [[cultura popular]] nunha gran variedade de formas:

* [[Hans Christian Andersen]] escribiu en [[1831]] un poema acerca do teorema de Pitágoras: ''Formens Evige Magie (Et poetisk Spilfægteri)''<ref>{{Cita web |url=http://visithcandersen.dk/d-hca-formens-magi.htm |título=Formens evige Magie |autor=H.C. Andersen |data=1831 |obra= |editor=visithcandersen.dk |dataacceso=3 de setembro de 2013 |lingua=danés}}</ref>.
* Un verso da canción do Maior Xeneral na ópera cómica de [[Gilbert e Sullivan]], ''The Pirates of Penzance'' fai unha obrigada referencia ao teorema: "About binomial theorem I'm teeming with a lot o' news, With many cheerful facts about the square of the hypotenuse" (Sobre o teorema binomial estou a abundar cunha chea de noticias, Con moitos feitos alentadores sobre o cadrado da hipotenusa)<ref name="Maor"/>.
* O Espantallo no filme ''[[The Wizard of Oz (filme de 1939)|The Wizard of Oz]]'' fai unha alusión máis específica ao teorema. Ao recibir o seu diploma do Mago, exhibe inmediatamente o seu "coñecemento" recitando unha versión mutilada e incorrecta do teorema: "A suma das raíces cadradas de dous lados calquera dun triángulo isóscele é igual á raíz cadrada do lado restante. Oh, alegría! Oh, éxtase! Teño un cerebro!"<ref>{{cita web |url=http://www.imdb.com/title/tt0032138/quotes?qt0409923 |título=The Scarecrow's Formula |obra=Internet Movie Data Base |dataacceso=2 de setembro de 2013 |lingua=inglés}}</ref>.
* En [[2000]], [[Uganda]] emitiu unha moeda coa silueta dun triángulo rectángulo isóscele. O reverso da moeda ten unha imaxe de Pitágoras e a ecuación α<sup>2</sup> + β<sup>2</sup> = γ<sup>2</sup>, acompañada da mención "Pythagoras Millennium"<ref>{{cita web |url=http://homepage.sefanet.ch/meylan-sa/saviez-vous1.htm |título=Le Saviez-vous? |lingua=francés |data-acceso=02 de setembro de 2013 |urlarquivo=https://web.archive.org/web/20090921060307/http://homepage.sefanet.ch/meylan-sa/saviez-vous1.htm |dataarquivo=21 de setembro de 2009 |urlmorta=si }}</ref>.
* [[Grecia]], [[Xapón]], [[San Marino]], [[Serra Leoa]], e [[Suriname]] teñen emitido [[Selo postal|selos postais]] describindo a Pitágoras e o seu teorema<ref>{{cita web |url=http://jeff560.tripod.com/stamps.html |título=Images of Mathematicians on Postage Stamps |autor=Jeff Miller |data=3 de agosto de 2007 |dataacceso=2 de setembro de 2013 |lingua=inglés}}</ref>.
* Na novela de [[ficción especulativa]] ''[[Anathem]]'', de [[Neal Stephenson]], o teorema de Pitágoras é referido como o ''teorema Adrakhonic''. Unha demostración xeométrica do teorema aparece nun lateral dunha nave alieníxena para demostrar que os alieníxenas ''entenden'' de matemáticas.

== Notas ==
{{Listaref|30em}}

== Véxase tamén ==
{{Commons|Category:Pythagorean theorem}}
=== Outros artigos ===
* [[Triángulo#Tipos de triángulos|Triángulo rectángulo]]
* [[Hipotenusa]]
* [[Cateto]]
* [[Triángulo]]
* [[Trigonometría]]
{{Control de autoridades}}

[[Categoría:Xeometría]]
[[Categoría:Teoremas]]
[[Categoría:Artigos que toda Wikipedia debería ter (Ciencia)]]