數論概論學習筆記(一) 勾股數

2021-07-25 03:45:53 字數 1662 閱讀 7034

乙個直角三角形中,兩個直角邊邊長的平方加起來等於斜邊長的平方。 如果設直角三角形的兩條直角邊長度分別是a和b,斜邊長度是c,那麼可以用數學語言表達:

![勾股定理]( a

2+b2

=c2

滿足這個等式且沒有公因數的的三元陣列(a,b,c)稱為勾股數。 可證a、b兩個數必然一奇一偶,證明如下: 如果數a,b都是奇數,則數c必為偶數。可設a=2x+1,b=2y+1,c=2z,有 (

2x+1

)2+(

2y+1

)2=(

2z)2

展開化簡得到下式: 2

x2+2

x+2y

2+2y

+1=2

z2上式左邊為奇數,右邊為偶數,等式顯然不成立; 如果數a,b都是偶數,意味著c也是偶數。此時a,b,c都可以被2整除,此時a,b,c不互質。 證畢。 ———- 由a

2+b2

=c2 可得a2

=(c−

b)(c

+b)

假設存在乙個數d是(c-b),(c+b)的公因數,即d可以整除(c-b)和(c+b),則d也可以整除

(c+b)+(c-b)= 2c 與 (c+b)-(c-b)= 2b

故d整除2b和2c.而b、c沒有公因數,因為我們假設(a,b,c)為本原勾股陣列,可以得出d一定是1或2。但d也整除(c

+b)(

c−b)

=a2 且a為奇數,所以d只能為1,所以(c-b),(c+b)沒有公因數。

現在我們知道c-b與c+b沒有公因數且a2

=(c−

b)(c

+b) ,所以c-b,c+b的積是平方數,當且僅當c-b和c+b本身都是平方數。記 c+

b=s2

, c

−b=t

2 其中

s>t⩾

1 為沒有公因數的奇數。關於b和c解方程組得 c

=s2+

t22 , b

=s2−

t22

於是                     a=

(c+b

)(c−

b)−−

−−−−

−−−−

−√=s

t 所以有以下定理

pythagorean triples  theorem:

we will get every primitive pythagorean triple(a,b,c) with a odd and b even by using the formulas:

a=

st, b

=s2−

t22 , c

=s2+

t22 ( s

>t⩾

1 )

通過這個公式,取不同s,t的值便可生成不同的勾股數。

下表為s⩽9

的所有勾股數st

a=st

b=s2−t

22c=

s2+t

2231

3455

15121371

724259

19404153

158177

321202975

3512379

545285397

631665

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