勾股数
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勾股数,又名毕氏三元数,是由三个正整数组成的数组,能符合勾股定理(毕式定理)之中, a2 + b2 = c2 , a, b, c 的整数解。而且,基于勾股定理的逆定理,任何边长是勾股数组的三角形都是直角三角形。
勾股数举例:
- (3,4,5)
- (5,12,13)
- (6,8,10)
- (8,15,17)
- (20,21,29)
如果 (a, b, c) 是勾股数,它们的正整数倍数,也是勾股数,即 (na, nb, nc) 也是勾股数。若果 a, b, c 三者互质(它们的最大公因数是 1),它们就称为素勾股数。
以下的方法可用来找出勾股数。设 m > n 、 m 和 n 均是正整数,
- a = m2 − n2,
- b = 2mn,
- c = m2 + n2
若 m 和 n 是互质,而且 m 和 n 至少有一个是偶数,计算出来的 a, b, c 就是素勾股数。(若 m 和 n 都是奇数, a, b, c 就会全是偶数,不符合互质。)
所有素勾股数(不是所有勾股数)都可用上述列式当中找出,这亦可推论到,数学上存在无穷多的素勾股数。
小于100的素勾股数列表:
a | b | c |
---|---|---|
3 | 4 | 5 |
5 | 12 | 13 |
7 | 24 | 25 |
8 | 15 | 17 |
9 | 40 | 41 |
11 | 60 | 61 |
12 | 35 | 37 |
13 | 84 | 85 |
16 | 63 | 65 |
20 | 21 | 29 |
28 | 45 | 53 |
33 | 56 | 65 |
36 | 77 | 85 |
39 | 80 | 89 |
48 | 55 | 73 |
65 | 72 | 97 |
让我们把上述列式重组至以下列式:
- a2 = (c − b)(c + b)
有些勾股数组可以有同一个最小的勾股数。第一个例子是 20 ,它在以下两组勾股数之中出现: 20 21 29 与 20 99 101.
在 15,386 组素勾股数的 1229779565176982820 ,它的最小与最大的勾股数组是:
1229779565176982820
1230126649417435981
1739416382736996181
与
1229779565176982820
378089444731722233953867379643788099
378089444731722233953867379643788101.
试考虑它的质因数分解
- 1229779565176982820 = 22 × 3 × 5 × 7 × 11 × 13 × 17 × 19 × 23 × 29 × 31 × 37 × 41 × 43 × 47.
它质因数的个数涉及不少素勾股数。当然,数学上存在比它大的素勾股数。
费马最后定理指出,若 an + bn = cn ,而 n 是大于 2 的整数, a, b, c 即没有整数解。
[编辑] 找尋勾股數的小技巧
若需要一組最小數為奇數的勾股數,可「任意選取」一個大於1的奇數,也就是3以上的奇數,將該數自乘為平方數,除以2,答案加減0.5可得到兩個新的數字,這兩個數字連同一開始選取的奇數,三者必定形成一組勾股數。卻不一定是以這個選取數字為起首勾股數的唯一可能,例如(39,760,761)並非是以39為起首的唯一勾股數,因為存在另一個勾股數是(39,80,89),同樣也以39為首。
[编辑] 外部链接
- 談費瑪最後定理第2頁
- 勾股定理
- Javascript计算器,用以计算 (m2 − n2, 2mn, m2 + n2) 公式,以及如何推论此公式。
- 120三元數組(doc)