تعد نظرية فيثاغورس من أكثر النظريات شهرة في الرياضيات والتي يمكن إثباتها بشكل مباشر باستخدام الهندسة الأساسية. وفيما يلي هي طريقة إثبات نظرية فيثاغورس:
تفترض أن لدينا مثلث ABC حيث AB وAC هي الضلعان الذين يشكلان زاوية يساوي طولها 90 درجة في النقطة A. نحن بحاجة إلى إثبات أن مربع طول الضلع الثالث BC يساوي مجموع مربعي طول الضلعين AB وAC.
1. نرسم مستقيماً من A إلى نقطة D على الضلع BC ويكون ذلك عمودياً (بزاوية 90 درجة).
2. بتطبيق مبدأ تشابه المثلثات، نجد أن المثلثين ABD وABC متشابهين، والمثلثين ACD وABC متشابهين أيضًا.
3. نحسب مساحتي المستطيلات ABEF وACGH، حيث يظلل AB × AD و AC × AD في المثلثات المتشابهة. يمكن بالتالي كتابة هذا الأمر على النحو التالي:
مساحة ABEF = AB × AD
مساحة ACGH = AC × AD
4. نضيف المساحتين معًا للحصول على مساحة المستطيل الكبير ABEDCG:
مساحة ABEDCG = AB × AD + AC × AD
5. نحسب مساحة مثلث ABC باستخدام الصيغة المعروفة (القاعدة × الارتفاع / 2):
مساحة ABC = BC × AD / 2
6. يمكننا أيضًا حساب مساحة المستطيل EFHD بنفس الطريقة:
مساحة EFHD = BC × AD
7. بالنظر إلى المستطيلات ABEDCG و EFHD، نلاحظ أنهما يتشاركان نفس المساحة، وهي المساحة المشتركة بينهما (أي مساحة ABD). لذلك، يمكننا كتابة:
AB × AD + AC × AD = BC × AD + BC × AD / 2
8. يمكن إعادة صياغة هذه المعادلة على النحو التالي:
AB² + AC² = BC²
وهي نظرية فيثاغورس.
يمكن إثبات نظرية فيثاغورس بالطريقة التي سبق ذكرها باستخدام الهندسة الأساسية ومبدأ التشابه المثلثي، وهي الطريقة الأكثر شيوعًا وسهولة. ومن الممكن أيضًا إثباته بأساليب أخرى، مثل استخدام المثلثات المتوازية ومبدأ بيثاغورث، وغيرها.