পিথাগোরাসের উপপাদ্যের প্রমাণ

বইয়ের তিনটি প্রমাণ (দুইটি সমকোণী ত্রিভুজ, সদৃশকোণী ত্রিভুজ ও বীজগণিতের সাহায্যে) আর (a−b)2(a-b)^2 দিয়ে আরেকটি, প্রতিটি ধাপ চিত্রের সঙ্গে মিলিয়ে।

20 min Hard pp. 141-144 10 questions Lesson 2 of 3

আগের পাঠে দেখেছি, সমকোণী ত্রিভুজের বাহু তিনটি মেপে হিসাব করলে প্রতিবার c2=a2+b2c^2 = a^2 + b^2 মেলে। কিন্তু কয়েকটি ত্রিভুজে মিলে গেলেই তা সব সমকোণী ত্রিভুজের জন্য সত্য, এ কথা বলা যায় না। সেজন্য দরকার প্রমাণ। এই উপপাদ্যটি বিভিন্নভাবে প্রমাণ করা হয়েছে। এ পাঠে বইয়ের তিনটি সহজ প্রমাণ দেখব।

প্রমাণ ১: দুইটি সমকোণী ত্রিভুজের সাহায্যে

প্রতিটি ধাপের সঙ্গে চিত্রের অংশটি জ্বলে উঠবে
  1. বিশেষ নির্বচন

    মনে করি, ABCABC সমকোণী ত্রিভুজের ∠B=90∘\ang B = 90\degree, অতিভুজ AC=bAC = b, AB=cAB = c ও BC=aBC = a।

    প্রমাণ করতে হবে যে, AC2=AB2+BC2AC^2 = AB^2 + BC^2, অর্থাৎ b2=c2+a2b^2 = c^2 + a^2।

  2. অঙ্কন

    BCBC-কে DD পর্যন্ত বর্ধিত করি, যেন CD=AB=cCD = AB = c হয়। DD বিন্দুতে বর্ধিত BCBC-এর উপর DEDE লম্ব আঁকি, যেন DE=BC=aDE = BC = a হয়। C,EC, E ও A,EA, E যোগ করি।

  3. △ABC\tri ABC ও △CDE\tri CDE-এ AB=CD=cAB = CD = c, BC=DE=aBC = DE = a এবং অন্তর্ভুক্ত ∠ABC=\ang ABC = অন্তর্ভুক্ত ∠CDE\ang CDE

    যথার্থতা:

    প্রত্যেকে সমকোণ

  4. সুতরাং △ABC≅△CDE\tri ABC \cong \tri CDE

    যথার্থতা:

    বাহু-কোণ-বাহু উপপাদ্য

  5. ∴AC=CE=b\therefore AC = CE = b এবং ∠BAC=∠ECD\ang BAC = \ang ECD

  6. আবার, AB⊥BDAB \perp BD এবং ED⊥BDED \perp BD বলে AB∥EDAB \para ED। সুতরাং ABDEABDE একটি ট্রাপিজিয়াম।

  7. তদুপরি, ∠ACB+∠BAC=∠ACB+∠ECD=\ang ACB + \ang BAC = \ang ACB + \ang ECD = এক সমকোণ।

    যথার্থতা:

    ∵∠BAC=∠ECD\because \ang BAC = \ang ECD

  8. ∴∠ACE=\therefore \ang ACE = এক সমকোণ। ∴△ACE\therefore \tri ACE সমকোণী ত্রিভুজ।

    যথার্থতা:

    ∵∠ACB+∠ACE+∠ECD=2\because \ang ACB + \ang ACE + \ang ECD = 2 সমকোণ

  9. এখন, ABDEABDE ট্রাপিজিয়ামক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল =(△= (\tri ক্ষেত্র ABC+△ABC + \tri ক্ষেত্র CDE+△CDE + \tri ক্ষেত্র ACE)ACE)

  10. বা, 12BD(AB+DE)=12ac+12ac+12b2\dfrac{1}{2} BD (AB + DE) = \dfrac{1}{2} ac + \dfrac{1}{2} ac + \dfrac{1}{2} b^2

    যথার্থতা:

    ট্রাপিজিয়াম ক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল =12= \dfrac{1}{2} সমান্তরাল বাহুদ্বয়ের যোগফল ×\times সমান্তরাল বাহুদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব

  11. বা, 12(BC+CD)(AB+DE)=12[2ac+b2]\dfrac{1}{2} (BC + CD)(AB + DE) = \dfrac{1}{2} [2ac + b^2]

  12. বা, (a+c)(a+c)=2ac+b2(a + c)(a + c) = 2ac + b^2

    যথার্থতা:

    22 দ্বারা গুণ করে

  13. বা, a2+2ac+c2=2ac+b2a^2 + 2ac + c^2 = 2ac + b^2

  14. ∴b2=c2+a2\therefore b^2 = c^2 + a^2 (প্রমাণিত)

বিকল্প প্রমাণ: সদৃশকোণী ত্রিভুজের সাহায্যে

সমকোণিক শীর্ষ থেকে অতিভুজের উপর লম্ব টানলে ত্রিভুজটি দুটি ছোট ত্রিভুজে ভাগ হয়। মজার ব্যাপার হলো, ছোট দুটি ত্রিভুজ আর মূল ত্রিভুজ, তিনটিই পরস্পর সদৃশ: এদের কোণগুলো সমান, শুধু আকারে ছোট-বড়।

প্রতিটি ধাপের সঙ্গে চিত্রের অংশটি জ্বলে উঠবে
  1. বিশেষ নির্বচন

    মনে করি, ABCABC সমকোণী ত্রিভুজের ∠C=90∘\ang C = 90\degree এবং অতিভুজ AB=cAB = c, BC=aBC = a, AC=bAC = b।

    প্রমাণ করতে হবে যে, AB2=AC2+BC2AB^2 = AC^2 + BC^2, অর্থাৎ c2=a2+b2c^2 = a^2 + b^2।

  2. অঙ্কন

    CC বিন্দু থেকে অতিভুজ ABAB-এর উপর লম্ব CHCH অঙ্কন করি। ABAB অতিভুজ HH বিন্দুতে dd ও ee অংশে বিভক্ত হলো।

  3. △BCH\tri BCH ও △ABC\tri ABC-এ ∠BHC=∠ACB\ang BHC = \ang ACB

    যথার্থতা:

    প্রত্যেকেই সমকোণ

  4. এবং ∠CBH=∠ABC\ang CBH = \ang ABC

    যথার্থতা:

    সাধারণ কোণ

  5. ∴△CBH\therefore \tri CBH ও △ABC\tri ABC সদৃশ।

    ∴BCAB=BHBC\therefore \dfrac{BC}{AB} = \dfrac{BH}{BC}

    যথার্থতা:

    সদৃশ ত্রিভুজদ্বয়ের অনুরূপ বাহুগুলো সমানুপাতিক

  6. ∴ac=ea⋯⋯(1)\therefore \dfrac{a}{c} = \dfrac{e}{a} \quad \cdots \cdots (1)

  7. অনুরূপভাবে, △ACH\tri ACH ও △ABC\tri ABC সদৃশ।

    ∴bc=db⋯⋯(2)\therefore \dfrac{b}{c} = \dfrac{d}{b} \quad \cdots \cdots (2)

    যথার্থতা:

    (i) উভয় ত্রিভুজ সমকোণী (ii) ∠A\ang A কোণ সাধারণ

  8. অনুপাত দুইটি থেকে পাই, a2=c×ea^2 = c \times e, b2=c×db^2 = c \times d

  9. অতএব, a2+b2=c×e+c×da^2 + b^2 = c \times e + c \times d

    =c(e+d)=c×c=c2= c(e + d) = c \times c = c^2

    যথার্থতা:

    ∵c=e+d\because c = e + d

  10. ∴c2=a2+b2\therefore c^2 = a^2 + b^2 [প্রমাণিত]

উদাহরণ ১ সদৃশতা থেকে বাহু নির্ণয়

△ABC\tri ABC-এ ∠C=90∘\ang C = 90\degree, CH⊥ABCH \perp AB। AB=10AB = 10 সে.মি. এবং BH=3.6BH = 3.6 সে.মি. হলে BCBC নির্ণয় করো।

বিকল্প প্রমাণ: বীজগণিতের সাহায্যে

পিথাগোরাসের উপপাদ্য বীজগণিতের সাহায্যে সহজেই প্রমাণ করা যায়। এখানে দরকার শুধু (a+b)2=a2+2ab+b2(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2 সূত্রটি।

প্রতিটি ধাপের সঙ্গে চিত্রের অংশটি জ্বলে উঠবে
  1. বিশেষ নির্বচন

    মনে করি, একটি সমকোণী ত্রিভুজের অতিভুজ cc এবং a,ba, b যথাক্রমে অন্য দুই বাহু।

    প্রমাণ করতে হবে, c2=a2+b2c^2 = a^2 + b^2।

  2. অঙ্কন

    প্রদত্ত ত্রিভুজটির সমান করে চারটি ত্রিভুজ চিত্রে প্রদর্শিত উপায়ে আঁকি।

  3. অঙ্কিত বড় ক্ষেত্রটি বর্গক্ষেত্র।

    এর ক্ষেত্রফল (a+b)2(a + b)^2

    যথার্থতা:

    বাহুগুলোর প্রত্যেকটির দৈর্ঘ্য a+ba + b এবং কোণগুলো সমকোণ

  4. ছোট চতুর্ভুজ ক্ষেত্রটি বর্গক্ষেত্র।

    এর ক্ষেত্রফল c2c^2

    যথার্থতা:

    বাহুগুলোর প্রত্যেকটির দৈর্ঘ্য cc

  5. অঙ্কনানুসারে, বড় বর্গক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল চারটি ত্রিভুজক্ষেত্র ও ছোট বর্গক্ষেত্রের ক্ষেত্রফলের সমষ্টির সমান।

    অর্থাৎ, (a+b)2=4×12×a×b+c2(a + b)^2 = 4 \times \dfrac{1}{2} \times a \times b + c^2

  6. বা, a2+2ab+b2=2ab+c2a^2 + 2ab + b^2 = 2ab + c^2

  7. ∴c2=a2+b2\therefore c^2 = a^2 + b^2 (প্রমাণিত)

শব্দহীন প্রমাণ

একই চিত্রের ত্রিভুজগুলো শুধু সরিয়ে নিলে কোনো হিসাব ছাড়াই উপপাদ্যটি চোখে দেখা যায়। ▶ চাপো, অথবা প্লেয়ারে ফোকাস করে ← → চাপো।

c²a²b²a + ba + bab

ধাপ ১ বীজগণিতের প্রমাণের চিত্রটিই নিই: a + b বাহুর বর্গের ভেতরে চারটি সমান সমকোণী ত্রিভুজ, মাঝের ফাঁকা অংশটি c বাহুর বর্গ, ক্ষেত্রফল c²।

ধাপ ২ এবার ত্রিভুজগুলোকে না ঘুরিয়ে শুধু সরিয়ে অন্যভাবে সাজাই। বড় বর্গটি একই থাকে।

ধাপ ৩ এখন ফাঁকা অংশ দুটি বর্গক্ষেত্র: একটির বাহু a, অন্যটির বাহু b। এদের ক্ষেত্রফল a² ও b²।

ধাপ ৪ দুই সাজানোতেই বড় বর্গ থেকে একই চারটি ত্রিভুজ বাদ গেছে। তাই ফাঁকা অংশের ক্ষেত্রফলও সমান: c² = a² + b²।

১/৪
চিত্র ৯.১ চারটি ত্রিভুজ না ঘুরিয়ে শুধু সরালে ফাঁকা অংশ c² থেকে a² + b² হয়ে যায়।

কাজ: আরেকটি বীজগাণিতিক প্রমাণ

নিজে চেষ্টা করার পর মিলিয়ে নাও। এবার বড় বর্গটির বাহু a+ba + b নয়, অতিভুজ cc। ত্রিভুজগুলো বর্গের ভেতরের দিকে বসালে মাঝে একটি ছোট বর্গ থাকে।

নিজে চেষ্টা করো

১

প্রমাণ ১-এর চিত্রে a=6a = 6 সে.মি. এবং c=8c = 8 সে.মি. হলে ট্রাপিজিয়াম ABDEABDE-এর ক্ষেত্রফল দুইভাবে নির্ণয় করো: (i) ট্রাপিজিয়ামের সূত্র দিয়ে, (ii) তিনটি ত্রিভুজের ক্ষেত্রফল যোগ করে। দুটি উত্তর মেলে কি?

২

বীজগণিতের প্রমাণের চিত্রে a=5a = 5 ও b=12b = 12 হলে বড় বর্গ, প্রতিটি ত্রিভুজ ও মাঝের বর্গের ক্ষেত্রফল নির্ণয় করো। এখান থেকে cc বের করো।

Check yourself

10 questions from this lesson. Every question of the chapter is in its Exercises.

প্রশ্ন ১ সৃজনশীল মাঝারি নমুনা প্রশ্ন
উদ্দীপক

চতুর্ভুজ PQST: PQ ও TS উভয়েই QS-এর উপর লম্ব; QS-এর উপর R বিন্দু; PQ = RS = b, QR = ST = a, PR = c; P, R ও R, T যোগ করা

চিত্রে PQ⊥QSPQ \perp QS, TS⊥QSTS \perp QS, PQ=RS=bPQ = RS = b, QR=ST=aQR = ST = a এবং PR=cPR = c।

  1. ক.

    PQSTPQST কী ধরনের চতুর্ভুজ? পক্ষে যুক্তি দাও।

    ২
  2. খ.

    দেখাও যে, △PRT\tri PRT সমকোণী।

    ৪
  3. গ.

    প্রমাণ করো যে, PR2=PQ2+QR2PR^2 = PQ^2 + QR^2।

    ৪
প্রশ্ন ২ সৃজনশীল কঠিন নমুনা প্রশ্ন
উদ্দীপক

△PQR\tri PQR-এ ∠P=90∘\ang P = 90\degree, PQPQ ও PRPR-এর মধ্যবিন্দু যথাক্রমে MM ও NN।

  1. ক.

    সমকোণী ত্রিভুজের সূক্ষ্মকোণদ্বয়ের একটি অপরটির চারগুণ হলে ক্ষুদ্রতম কোণটি নির্ণয় করো।

    ২
  2. খ.

    প্রমাণ করো যে, PR2+PQ2=QR2PR^2 + PQ^2 = QR^2।

    ৪
  3. গ.

    প্রমাণ করো যে, 5RQ2=4(RM2+QN2)5RQ^2 = 4(RM^2 + QN^2)।

    ৪
প্রশ্ন ৩ বহুনির্বাচনি সহজ

প্রথম প্রমাণে (ট্রাপিজিয়াম ABDEABDE) △ABC≅△CDE\tri ABC \cong \tri CDE হয় কোন উপপাদ্য অনুসারে?

প্রশ্ন ৪ বহুপদী সমাপ্তিসূচক মাঝারি

প্রথম প্রমাণের চিত্রে ∠B=∠D=90∘\ang B = \ang D = 90\degree, BC=DE=aBC = DE = a, AB=CD=cAB = CD = c এবং AC=CE=bAC = CE = b। নিচের তথ্যগুলো লক্ষ করো:

  1. i. AB∥DEAB \para DE
  2. ii. ∠ACE=90∘\ang ACE = 90\degree
  3. iii. ট্রাপিজিয়াম ABDEABDE-এর ক্ষেত্রফল 12(a+c)2\frac{1}{2}(a + c)^2

নিচের কোনটি সঠিক?

প্রশ্ন ৫ বহুনির্বাচনি সহজ

বীজগণিতের প্রমাণে a+ba + b বাহুর বর্গক্ষেত্রের ভেতরের চারটি ত্রিভুজের মোট ক্ষেত্রফল কত?

প্রশ্ন ৬ সত্য/মিথ্যা মাঝারি

কোনো চতুর্ভুজের চারটি বাহু সমান হলেই সেটি বর্গক্ষেত্র।

প্রশ্ন ৭ সংখ্যায় উত্তর মাঝারি

△ABC\tri ABC-এ ∠C=90∘\ang C = 90\degree এবং CH⊥ABCH \perp AB। AB=25AB = 25 সে.মি. ও AH=16AH = 16 সে.মি. হলে ACAC কত সে.মি.?

সে.মি.

প্রশ্ন ৮ সংখ্যায় উত্তর কঠিন

আগের প্রশ্নের ত্রিভুজেই (AB=25AB = 25, AH=16AH = 16) লম্ব CHCH-এর দৈর্ঘ্য কত সে.মি.?

সে.মি.

প্রশ্ন ৯ সংখ্যায় উত্তর মাঝারি

(a−b)2(a-b)^2 দিয়ে প্রমাণের চিত্রে (অতিভুজ cc বাহুর বর্গের ভেতরে চারটি ত্রিভুজ) a=12a = 12 ও b=5b = 5 হলে মাঝের ছোট বর্গক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল কত বর্গ একক?

প্রশ্ন ১০ সৃজনশীল কঠিন
উদ্দীপক

△ABC\tri ABC-এ ∠C=90∘\ang C = 90\degree, BC=6BC = 6 সে.মি. এবং AC=8AC = 8 সে.মি.। CC থেকে অতিভুজ ABAB-এর উপর লম্ব CHCH।

  1. ক.

    অতিভুজ ABAB-এর দৈর্ঘ্য নির্ণয় করো।

    ১
  2. খ.

    BHBH ও AHAH-এর দৈর্ঘ্য নির্ণয় করো।

    ২
  3. গ.

    CHCH নির্ণয় করো এবং দেখাও যে, CH2=AH×BHCH^2 = AH \times BH।

    ৩
  4. ঘ.

    দেখাও যে, △ACH\tri ACH ও △CBH\tri CBH সদৃশ, এবং এদের ক্ষেত্রফলের অনুপাত নির্ণয় করো।

    ৪

Finished reading?

Mark the lesson as done to add it to your progress. It is saved in this browser.