勾股数
勾股数,又名商高数或毕氏数; 勾股数; 勾股数;(Pythagorean triple),是由三个正整数组成的数组;能符合勾股定理(毕式定理)「formula_1」之中,formula_2的正整数解。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。
如果formula_2是勾股数,它们的正整数倍数,也是勾股数,即formula_4也是勾股数。若果formula_2三者互质(它们的最大公因数是 1),它们就称为素勾股数或本原勾股数组。
找出素勾股数.
以下的方法可用来找出素勾股数。设formula_6、formula_7和formula_8均是正整数,
formula_9
formula_10
formula_11
若formula_7和formula_8是互质,而且formula_7和formula_8为一奇一偶,计算出来的formula_2就是素勾股数。(若formula_7和formula_8都是奇数,formula_2就会全是偶数,不符合互质。)
所有素勾股数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。
例子.
以下是小于 100 的素勾股数:
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:formula_20与formula_21。
其中最先例子是5,它在以下两组勾股数之中出现formula_22及formula_23。
在 15,386 组素勾股数的 1229779565176982820 ,它的最小与最大的勾股数组是:
formula_24
formula_25
formula_26
与
formula_24
formula_28
formula_29
试考虑它的质因数分解
formula_30
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。
性质.
对于本原勾股数组formula_2,formula_1,我们有
对于第二、三、四条性质的证明:
利用完全平方数formula_37 若formula_34都不是3的倍数,则formula_39,导致formula_40 矛盾,所以formula_34一定有且只有一个数是3的倍数。
因为formula_2是本原勾股数组,所以必有formula_34一奇一偶。不妨设formula_44为奇数,formula_45为偶数,这时候对formula_1两边同时formula_47,则会得到formula_48,故formula_49,所以formula_34一定有且只有一个数是4的倍数。
利用完全平方数formula_51 若formula_33都不是5的倍数,则formula_53或formula_54或formula_55,而formula_56 或formula_57,矛盾,所以formula_33一定有且只有一个数是5的倍数。
证毕。
找寻勾股数的小技巧.
若需要一组最小数为奇数的勾股数,可任意选取一个 3 或以上的奇数,将该数自乘为平方数,除以 2,答案加减 0.5 可得到两个新的数字,这两个数字连同一开始选取的奇数,三者必定形成一组勾股数。但却不一定是以这个选取数字为起首勾股数的最小可能或唯一可能,例如formula_59并非是以 27 为起首的唯一勾股数,因为存在另一个勾股数是formula_60,同样也以 27 为首。
对于任何大于1的整数formula_61,formula_62、formula_63与formula_64,三个数必为毕氏数,例如:代入formula_61为2,则formula_62为5,formula_63为3,formula_64为4,formula_22为一组毕氏数。
推广.
费马最后定理指出,若formula_70,而formula_8是大于 2 的整数,formula_2即没有正整数解。
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