00:00
00:00
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet

Pythagoras sats har en mängd olika användningsområden inom lantmäteri, byggteknik, fysik och andra matematiska områden som trigonometri och trigonometriska formler.

Vad säger Pythagoras sats?

Pythagoras sats är ett matematiskt samband för rätvinkliga trianglar, dvs. trianglar där en vinkel är 9090 grader. Sambandet beskriver förhållandet mellan de två kateterna och hypotenusan i en rätvinklig triangel, dvs en triangel som ser ut enligt följande.

Pythagoras sats

Pythagoras sats säger att kvadraten på hypotenusan är lika med summan av kvadraterna på kateterna.

Rätvinklig triangel

I en rätvinklig triangel gäller därför Pythagoras ekvation  a2+b2=c2a^2+b^2=c^2a2+b2=c2 

Med ord betyder detta att summan av de bägge kateterna i kvadrat är lika med hypotenusan i kvadrat. Vi kan då skriva det som hypotenusa2=katet2+katet2hypotenusa^2=katet^2+katet^2hypotenusa2=katet2+katet2.

Att triangeln är rätvinklig innebär att en av triangelns vinklar är 9090^{\circ}90, detta beskriver vi med att göra en kvadrat vid den räta vinkeln.

I en rätvinklig triangel så är alltid hypotenusan den längsta sidan i triangeln.

Kalkylator – Beräkna sidorna i en rätvinklig triangel

Fyll i två sidor och låt kalkylatorn beräkna den sista. Fyll exempelvis i den närliggande kateten och den motstående kateten så beräknar räknaren hypotenusan. Använd endast positiva tal och inga enheter.

Vinklarna i en rätvinklig triangel

Det som gäller för att en triangel skall vara rätvinklig är att en av triangelns vinklar är 9090 grader. Endast en vinkel kan vara 9090 grader i en triangel, annars är det inte en triangel (då blir vinkelsumman större än 180180 grader). Ett exempel på en rätvinklig triangel skulle kunna vara en triangel som har vinklarna 3030^{\circ}30,  6060^{\circ}60 och 9090^{\circ}90. Tillsammans har de vinkelsumman 30+60+90=18030^{\circ}+60^{\circ}+90^{\circ}=180^{\circ}30+60+90=180.

Exempel 1 – Är triangeln rätvinklig?

Är triangeln med sidor som har längderna 5 cm5\text{ }cm5 cm, 4 cm4\text{ }cm4 cm och 3 cm3\text{ }cm3 cm rätvinklig?

Lösning

Enligt Pythagoras sats kommer en triangel att vara rätvinklig om hypotenusan i kvadrat är lika med summan av varje katet i kvadrat.

Här bör sidan som är 5 cm5\text{ }cm5 cm vara hypotenusan och 52=255^2=2552=25.

Vi testar nu om summan av de bägge kateterna i kvadrat blir lika mycket.

 32+42=9+16=253^2+4^2=9+16=2532+42=9+16=25 

Alltså gäller att 52=32+425^2=3^2+4^252=32+42 så triangeln är rätvinklig.

Ett enkelt gif bilds bevis för Pythagoras (det finns över 100 till)

Det finns hundratals bevis för att Pythagoras sats verkligen stämmer, här samlas exempelvis 102 av dessa bevis.

Ett lite enklare visuellt bevis visas nedan i animationen.

pythagoras sats bevis

Här är en rätvinklig triangel som har kateterna 4 och 3 och hypotenusan 5 där pythagoras ger att 32+42=52 3^2+4^2=5^2 . I bilden visas hur kvadraterna av kateterna ritas, 16 respektive 9 stycken, samtidigt som kvadraten av hypotenusan, 16+9=25, ritas ut. Här ser vi att summan av kateternas kvadrater är lika med hypotenusans kvadrat. Vi kan om vi vill byta ut 3:an, 4:an eller 5:an mot andra värden i en rätvinklig triangel och det går då att rita upp samma typ av bevis för den triangeln.

Pythagoras sats och ekvationer med roten ur

Ibland är en av sidorna i en rätvinklig triangel okänd och beskriven med bokstaven xxx eller någon annan bokstav. Då kan vi lösa den ekvation med hjälp av att räkna ut alla värden och använda oss av roten ur. När du har en sida som är okänd i en rätvinklig triangel så får du en så kallad andragradsekvation.  När man löser en andragradsekvation med roten ur får man oftast två lösningar. När vi jobbar med sträckor och längder i trianglar använder vi dock bara den positiva lösningen. En sträcka kan ju inte vara negativ.

Exempel 2 – Ta reda på hypotenusan i en rätvinklig triangel

rätvinklig triangel beräkna pythagoras

I en rätvinklig triangel är de bägge kateterna 12 cm12\text{ }cm12 cm och 15 cm15\text{ }cm15 cm. Bestäm längden på hypotenusan.

Lösning

Vi vet från pythagoras sats att

122+152=hypotenusa212^2+15^2=hypotenusa^2122+152=hypotenusa2 

Vi får att 122+152=36912^2+15^2=369122+152=369

Detta är hypotenusan upphöjt till 2 så vi behöver ta roten ur här.

 Hypotenusan=36919,2 cmHypotenusan=\sqrt{369}\approx19,2\text{ }cmHypotenusan=36919,2 cm 

Alltså gäller att Hypotenusan är 19,219,219,2 cm.

Viktigt här att känna till är att även 369-\sqrt{369}369 är en lösning till andragradsekvationen. Men då längden är en sträcka som inte kan vara negativ så utelämnas den lösningen. 

Exempel 3 – Ta reda på kateten

Vilken är längden på sidan xx i figuren?
Exempeluppgift med pythagoras sats

Lösning

Vi använder Pythagoras sats och ställer upp ekvationen

 122+x2=13212^2+x^2=13^2122+x2=132 
 144+x2=169144+x^2=169144+x2=169 
 x2=169144x^2=169-144x2=169144 
 x2=25x^2=25x2=25 
 x=±25x=\pm\sqrt{25}x=±25

 x=±5x=\pm5x=±5  

Längden på sidan xxx är 555 l.e, eftersom att den negativa lösningen 5-55  inte definierar längden av en sida på triangeln.

Pythagoreiska tripplar

Det finns speciella fall av rätvinkliga trianglar där alla sidor är heltal. Dessa trianglar kallas för pythagoreiska tripplar och sådana trianglar brukar vara smidiga att jobba med då vi slipper decimaltal (rationella tal) eller irrationella tal. Det finns oändligt antal sådana trianglar där några med lägst heltal finns i listan här nere. Vi skriver trianglarnas sidor inom parentesen enligt (katet1, katet 2, hypotenusa).

(3, 4, 5)
(5, 12, 13)
(8, 15, 17)
(7, 24, 25)
(20, 21, 29)
(12, 35, 37)
(9, 40, 41)
(28, 45, 53)

Beräkna avståndet mellan punkter med hjälp av pythagoras sats

Vi kan använda Pythagoras sats för att beräkna avståndet mellan två punkter (x1,y1)(x_1,y_1) och (x2,y2)(x_2,y_2) genom att använda att det går att rita ut dessa två punkter i en rätvinklig triangel där hypotenusans längd (om de inte ligger i linje lodrätt eller horisontellt) blir avståndet mellan punkterna. Metoden som används här, och grundar sig i Pythagoras sats, kallas för avståndsformeln och ger

d=(x2x1)2+(y2y1)2 d=\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}

Exempel 4 – Avstånd mellan punkter

Bestäm avståndet mellan de två punkterna (1,7)(1,7) och (5,9)(5,9).

Lösning

Vi bestämmer avståndet dd genom avståndsformeln

d=(51)2+(97)2 d= \sqrt{(5-1)^2+(9-7)^2} =42+22 = \sqrt{4^2+2^2} =20=\sqrt{20}

Om Matematikern Pythagoras

Pythagoras är en av historiens mest kända matematiker, mycket beroende på att Pythagoras sats är uppkallad efter honom. Han levde cirka 500 år f.Kr. och under sin livstid så startade han ett matematiskt sällskap i Crotone i Italien (Pythagoras var född på ön Samos, nuv. Grekland). Om det är just han som skapat Pythagoras sats är lite osäkert då källorna till hans liv är få och det är svårt att veta om de stämmer.

Exempel i videon

  • Du behöver gå upp på taket för att ställa in parabolen inför VM-finalen i fotboll men du har ingen stege. Hur lång stege behöver du minst ha om det är 4 meter upp till takkanten och stegen skall stå 1,5 meter från huset?
  • Beräkna avståndet mellan punkterna (1,1)\left(1,1\right)(1,1) och (4,3)\left(4,3\right)(4,3).