美文网首页
勾股方程的解

勾股方程的解

作者: 东方胖 | 来源:发表于2023-10-17 22:58 被阅读0次

勾股数

满足不定方程 a^2 + b^2 = c^2 \quad (1) 叫做勾股数

找出所有这种整数。
首先我们先不考虑负数,因为任何满足 (a, b, c) 的组,换成-a也可以,所以考虑正数自然就可以推演出负数组
另外一点,假设a, b, c没有超过1的公因子,否则的话,将这个公因子提出可以简化方程,
这种不可以约的(a, b, c)叫做最简的勾股数。

找到所有最简的勾股数,就可以推演出所有的勾股数。

3,4,5是一对勾股数,5, 12, 13也是
3^2 + 4^2 = 5^2, \\ 5^2 + 12^2 = 13^2
有无穷多对这种整数,满足方程 (1)

如果 a, b, c没有公约数,那么它的结构应该是两奇一偶的构成,否则如果有两个偶数,那么另一个数必然也是偶数,这就违反了我们对a, b, c不可再约化的假设
假设
a < c, b < c, a^2 + b^2 = c^2
如果 c是偶数,那么a, b 是奇数
a = 2x + 1, b = 2y + 1
a^2 + b^2 = 4x^2 + 4y^2 + 4x + 4y + 2 = 4z^2 \\ 约去2,得到 2x^2 + 2y^2 + 2x + 2y + 1 = 2z^2
很明显这是一个矛盾——右边是偶数,但是左边是奇数
这说明 a, b是一个奇数,一个偶数,c是一个奇数。
令 a是奇数,b是偶数
那么方程(1)可以表示成
a^2 = c^2 - b^2 = (c + b)(c - b)
d = (c, b) 是b, c 的最大公约数
以下说明 d = 1
b = db_1, c = dc_1, (c + b)(c - b) = d^2 b_1c_1, 所以d^2 | a^2
所以一定有 d | a,不然的话不可能会有d^2 | a^2 , a^2 = d^2a', a'是完全平方数,所以可以看出a = d\sqrt{a'},故 d | a
因为a, b, c没有大于1的公因子,所以只能是 d = 1

c + b, c - b 互素,否则如果有一个d | (c + b), d| (c - b),那么 d | (c + b) + (c - b), d | 2c, d | (c + b) - (c - b) ,d | 2b, d 如果是2 的话,那么 2 | a^2, 不可能,所以 d | b 且d | c ,和(b, c)有矛盾了,所以只有这个情况, 即 b + c, c - b 互素

互素的两个数的乘积是一个完全平方数,那么它们分别都是完全平方数,为什么?将c + b, c - b因式分解就知道,二者没有相同的素因子,但因为乘积中需要每个素因子都出现两次,那么出现两次的素因子自然就必须是同一个数的素因子,所以酸盐 c + b, c - b都是完全平方数
u^2 = c + b, v ^2 = c - b
解得
c = \frac{u^2 + v^2}{2}, b = \frac{u^2-v^2}{2}, a = uv, u, v是奇偶性相同的正整数
令 u = 3, v = 1, c = 5, b = 4, a = 3
令 u = 5, v = 1, c = 13, b = 12, a = 5
令 u = 7, v = 3, c = 29, b = 20 , a = 21...
可以得出很多解,事实上就有无穷多组
u, v满足特定的条件,都是奇数,因为如果都是偶数,a, b, c会有公因子2,奇偶性不同,那么c, b不是整数

相关文章

  • 解集

    什么是解集解集.PNG 齐次方程齐次方程.PNG 零空间零空间.PNG 非齐次线性方程 非齐次矩阵方程的解集,其实...

  • 解的存在性及解的个数

    矩阵方程 解的个数

  • 解方程

    复习一下解方程 0X00 解线性方程 用「高斯消元法」解线性方程 面试题 16.03. 交点 883. 高斯消元解...

  • 列比例方程解应用题

    我们之前学习了比例的意义、比例的性质、列方程解应用题、解比例方程和今天我们要学习的列比例方程解应用题。 在我们学之...

  • 高等代数理论基础25:线性方程组解的结构

    线性方程组解的结构 齐次线性方程组 给定齐次线性方程组 它的解所成的集合具有以下性质: 1.两个解的和还是方程组的...

  • 教学方程随想

    解稍复杂方程的策略——转化成简单的方程。 两道例题里的方程都要分两步解,通过第一步运算,把稍复杂的方程转...

  • 用mathematica绘制弹簧摆的运动轨迹

    对于如图的弹簧摆,可以写出常微分方程组如下。 这个方程组没有解析解,我们用mathematica求方程组的数值解。...

  • 已知一方程组的解是另一方程组的解,求另一方程组系数

    已知一方程组的解是另一方程组的解,求另一方程组系数

  • 数量关系

    常用方法 方程 设——列——解——答 - 设未知数:直接法,间接法 - 列方程,找等量关系 - 解方程:普通方程、...

  • 345勾股

    让车不停 让路不会尽 让我的心,随之遥遥无期 黑夜看着你 以隐藏的眼睛 即将聆听 你暗哑却明了的心 他们不曾知道 ...

网友评论

      本文标题:勾股方程的解

      本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/cudfidtx.html