Euclides da dos demostraciones del teorema de Pitágoras en los Elementos, una que no usa proporciones y otra basada en la teoría de la proporción.
Las dos demostraciones prueban algo más que el teorema.
Euclides I.47
En la proposición I.47 se prueba que si tenemos un triángulo como en la figura
con ángulo recto en
y construimos cuadrados sobre los lados, la perpendicular
desde
sobre la hipotenusa
divide al cuadrado sobre la hipotenusa en dos rectángulos,
igual al cuadrado sobre el cateto
y
igual al cuadrado sobre el cateto
Porque , puesto que cada uno de ellos es
más un recto, y entonces
son congruentes y su área es la misma. Pero el área de
es igual al área de
, porque la altura sobre la base
es la misma, y el área de
es igual al área de
, porque la altura sobre la base
es la misma. Entonces el rectángulo
es igual al cuadrado sobre
.
De la misma forma el rectángulo es igual al cuadrado sobre
.
En la proposición I.48 Euclides demuestra el recíproco del teorema de Pitágoras: si son los lados de un triángulo y
, entonces el ángulo opuesto al lado
es recto.
Euclides VI.31
En la proposición VI.31 se prueba que si tenemos un triángulo
como en la figura con ángulo recto en
y construimos figuras rectilineas semejantes sobre los lados, proporcionales a estos, el área de la figura sobre la hipotenusa es igual a la suma de las áreas de las figuras sobre los catetos.
Euclides no utiliza I.47 en la demostración de esta proposición, y por tanto, en el caso de que las figuras semejantes sean cuadrados, tenemos aquí una segunda demostración del teorema de Pitágoras en los Elementos.
En la figura, si es recto,
son semejantes (VI.8), y entonces
y por tanto
, y, por el corolario a VI.20,
es la razón entre el área de la figura sobre
y el área de la figura sobre
. De la misma forma
es la razón entre el área de la figura sobre
y el área de la figura sobre
.
Entonces, por V.24, la razón entre la suma de las áreas de las figuras sobre los catetos y el área de la figura sobre la hipotenusa es