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什麽叫勾股數?

所謂勾股數,壹般是指能夠構成直角三角形三條邊的三個正整數(a,b,c)。

即a^2+b^2=c^2,a,b,c∈N

又由於,任何壹個勾股數組(a,b,c)內的三個數同時乘以壹個整數n得到的新數組(na,nb,nc)仍然是勾股數,所以壹般我們想找的是a,b,c互質的勾股數組。

關於這樣的數組,比較常用也比較實用的套路有以下兩種:

1、當a為大於1的奇數2n+1時,b=2*n^2+2*n, c=2*n^2+2*n+1。

實際上就是把a的平方數拆成兩個連續自然數,例如:

n=1時(a,b,c)=(3,4,5)

n=2時(a,b,c)=(5,12,13)

n=3時(a,b,c)=(7,24,25)

... ...

這是最經典的壹個套路,而且由於兩個連續自然數必然互質,所以用這個套路得到的勾股數組全部都是互質的。

2、當a為大於4的偶數2n時,b=n^2-1, c=n^2+1

也就是把a的壹半的平方分別減1和加1,例如:

n=3時(a,b,c)=(6,8,10)

n=4時(a,b,c)=(8,15,17)

n=5時(a,b,c)=(10,24,26)

n=6時(a,b,c)=(12,35,37)

... ...

這是次經典的套路,當n為奇數時由於(a,b,c)是三個偶數,所以該勾股數組必然不是互質的;而n為偶數時由於b、c是兩個連續奇數必然互質,所以該勾股數組互質。

所以如果妳只想得到互質的數組,這條可以改成,對於a=4n (n>=2), b=4*n^2-1, c=4*n^2+1,例如:

n=2時(a,b,c)=(8,15,17)

n=3時(a,b,c)=(12,35,37)

n=4時(a,b,c)=(16,63,65)

勾股數

凡是可以構成壹個直角三角形三邊的壹組正整數,稱之為勾股數。

①觀察3,4,5;5,12,13;7,24,25;…發現這些勾股數都是奇數,且從3起就沒有間斷過。計算0.5(9-1),0.5(9+1)與0.5(25-1),0.5(25+1),並根據妳發現的規律寫出分別能表示7,24,25的股和弦的算式。

②根據①的規律,用n的代數式來表示所有這些勾股數的勾、股、弦,合情猜想他們之間的兩種相等關系,並對其中壹種猜想加以說明。

③繼續觀察4,3,5;6,8,10;8,15,17;…可以發現各組的第壹個數都是偶數,且從4起也沒有間斷過,運用上述類似的探索方法,之間用m的代數式來表示它們的股合弦。

設直角三角形三邊長為a、b、c,由勾股定理知a2+b2=c2,這是構成直角三角形三邊的充分且必要的條件。因此,要求壹組勾股數就是要解不定方程x2+y2=z2,求出正整數解。

例:已知在△ABC中,三邊長分別是a、b、c,a=n2-1,b=2n,c=n2+1(n>1),求證:∠C=90°。此例說明了對於大於2的任意偶數2n(n>1),都可構成壹組勾股數,三邊分別是:2n、n2-1、n2+1。如:6、8、10,8、15、17,10、24、26…等。

再來看下面這些勾股數:3、4、5,5、12、13,7、24、25,9、40、41,11、60、61…這些勾股數都是以奇數為壹邊構成的直角三角形。由上例已知任意壹個大於2的偶數可以構成壹組勾股數,實際上以任意壹個大於1的奇數2n+1(n>1)為邊也可以構成勾股數,其三邊分別是2n+1、2n2+2n、2n2+2n+1,這可以通過勾股定理的逆定理獲證。

觀察分析上述的勾股數,可看出它們具有下列二個特點:

1、直角三角形短直角邊為奇數,另壹條直角邊與斜邊是兩個連續自然數。

2、壹個直角三角形的周長等於短直角邊的平方與另兩邊的和。

掌握上述二個特點,為解壹類題提供了方便。

例:直角三角形的三條邊的長度是正整數,其中壹條短直角邊的長度是13,求這個直角三角形的周長是多少?

用特點1解:設這個直角三角形三邊分別為13、x、x+1,則有:169+x2=(x+1)2,解得x=84,此三角形周長=13+84+85=182。

用特點2解:此直角三角形是以奇數為邊構成的直角三角形,因此周長=169+13=182。

勾股數的通項公式:

題目:已知a^2+b^2=c^2,a,b,c均為正整數,求a,b,c滿足的條件.

解答:

結論1:從題目中可以看出,a+b>c (1),聯想到三角形的成立條件容易得出。

結論2:a^2=c^2-b^2=(c+b)*(c-b) (2)

從(2)中可以看出題目的關鍵是找出a^2做因式分解的性質,令X=c+b,Y=c-b

所以:a^2=X*Y,(X>Y,a>Y) (3)

首先將Y做分解,設Y的所有因子中能寫成平方數的最大的壹個為k=m^2,所以Y=n*m^2 (4)

又(3)式可知a^2=X*n*m^2 (5)

比較(5)式兩邊可以a必能被m整除,且n中不可能存在素數的平方因子,否則與(4)中的最大平方數矛盾。

同理可知a^2=Y*n'*m'^2 (6),X=n'*m'^2,且 n'為不相同素數的乘積

將(5)式與(6)式相乘得a^2=(m*m')^2*n'*n,(n,n'為不相同素數的乘積) (7)

根據(7)知n*n'仍然為平方數,又由於n',n均為不相同素數乘積知n=n'(自行證明,比較簡單)

可知a=m'*m*n

c=(X+Y)/2=(n*m^2+n*m'^2)/2=n*(m^2+m'^2)/2

b=(X-Y)/2=n*(m'^2-m^2)/2

a=m*n*m'

勾股數的常用套路

所謂勾股數,壹般是指能夠構成直角三角形三條邊的三個正整數(a,b,c)。

即a^2+b^2=c^2,a,b,c∈N

又由於,任何壹個勾股數組(a,b,c)內的三個數同時乘以壹個整數n得到的新數組(na,nb,nc)仍然是勾股數,所以壹般我們想找的是a,b,c互質的勾股數組。

關於這樣的數組,比較常用也比較實用的套路有以下兩種:

1、當a為大於1的奇數2n+1時,b=2*n^2+2*n, c=2*n^2+2*n+1。

實際上就是把a的平方數拆成兩個連續自然數,例如:

n=1時(a,b,c)=(3,4,5)

n=2時(a,b,c)=(5,12,13)

n=3時(a,b,c)=(7,24,25)

... ...

這是最經典的壹個套路,而且由於兩個連續自然數必然互質,所以用這個套路得到的勾股數組全部都是互質的。

2、當a為大於4的偶數2n時,b=n^2-1, c=n^2+1

也就是把a的壹半的平方分別減1和加1,例如:

n=3時(a,b,c)=(6,8,10)

n=4時(a,b,c)=(8,15,17)

n=5時(a,b,c)=(10,24,26)

n=6時(a,b,c)=(12,35,37)

... ...

這是次經典的套路,當n為奇數時由於(a,b,c)是三個偶數,所以該勾股數組必然不是互質的;而n為偶數時由於b、c是兩個連續奇數必然互質,所以該勾股數組互質。

所以如果妳只想得到互質的數組,這條可以改成,對於a=4n (n>=2), b=4*n^2-1, c=4*n^2+1,例如:

n=2時(a,b,c)=(8,15,17)

n=3時(a,b,c)=(12,35,37)

n=4時(a,b,c)=(16,63,65)

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