探索神秘的勾股数:满足 $a^2 + b^2 = c^2$ 的三个正整数,称为勾股数.可以验证:若 $a,b,c$ 是一组勾股数,则 $ka,kb,kc$ ( $k$ 为正整数)也是勾股数.以下几种方法都可以产生勾股数:
①设 $n$ 为正整数,且 $n>1$,令 $a=2n,b=n^2 -1,c=n^2 +1$,则有 $a^2 + b^2 = c^2$;
②设 $n$ 为正整数,令 $a=2n +1,b=2n^2 +2n,c=2n^2 +2n +1$,则有 $a^2 + b^2 = c^2$;
③设 $m,n$ 为正整数,且 $m>n$,令 $a=m^2 -n^2,b=2mn,c=m^2 +n^2$,则有 $a^2 + b^2 = c^2$;
④设 $m,n,k$ 为正整数,且 $m>n$,令 $a=k(m^2 -n^2),b=2kmn,c=k(m^2 +n^2)$,则有 $a^2 + b^2 = c^2$.
请通过举例验证熟悉这些勾股数吧!你还有哪些关于产生勾股数的方法?把它写下来.
①设 $n$ 为正整数,且 $n>1$,令 $a=2n,b=n^2 -1,c=n^2 +1$,则有 $a^2 + b^2 = c^2$;
②设 $n$ 为正整数,令 $a=2n +1,b=2n^2 +2n,c=2n^2 +2n +1$,则有 $a^2 + b^2 = c^2$;
③设 $m,n$ 为正整数,且 $m>n$,令 $a=m^2 -n^2,b=2mn,c=m^2 +n^2$,则有 $a^2 + b^2 = c^2$;
④设 $m,n,k$ 为正整数,且 $m>n$,令 $a=k(m^2 -n^2),b=2kmn,c=k(m^2 +n^2)$,则有 $a^2 + b^2 = c^2$.
请通过举例验证熟悉这些勾股数吧!你还有哪些关于产生勾股数的方法?把它写下来.
答案
解:
一、举例验证给出的4种勾股数生成方法
1. 验证方法①:
取$n=2$,得$a=2×2=4$,$b=2^2-1=3$,$c=2^2+1=5$
计算:$a^2+b^2=4^2+3^2=16+9=25$,$c^2=5^2=25$,满足$a^2+b^2=c^2$,(3,4,5)是勾股数。
取$n=4$,得$a=8$,$b=15$,$c=17$,$8^2+15^2=64+225=289=17^2$,符合要求。
2. 验证方法②:
取$n=3$,得$a=2×3+1=7$,$b=2×3^2+2×3=24$,$c=2×3^2+2×3+1=25$
计算:$7^2+24^2=49+576=625=25^2$,满足等式,(7,24,25)是勾股数。
3. 验证方法③:
取$m=4$,$n=2$,得$a=4^2-2^2=12$,$b=2×4×2=16$,$c=4^2+2^2=20$
计算:$12^2+16^2=144+256=400=20^2$,满足等式,(12,16,20)是勾股数。
4. 验证方法④:
取$m=3$,$n=2$,$k=3$,得$a=3×(9-4)=15$,$b=2×3×3×2=36$,$c=3×(9+4)=39$
计算:$15^2+36^2=225+1296=1521=39^2$,满足等式,(15,36,39)是勾股数。
二、其他产生勾股数的方法
1. 若两个正整数$b,c$满足$c=b+1$,且$a$是大于1的奇数,令$b=\frac{a^2-1}{2}$,$c=\frac{a^2+1}{2}$,则$(a,b,c)$是勾股数。例如$a=9$时,$b=40$,$c=41$,$9^2+40^2=41^2$,成立。
2. 若两个正整数$b,c$满足$c=b+2$,且$a$是大于4的4的倍数,令$b=\frac{a^2}{4}-1$,$c=\frac{a^2}{4}+1$,则$(a,b,c)$是勾股数。例如$a=12$时,$b=35$,$c=37$,$12^2+35^2=37^2$,成立。
3. 任意一组勾股数的正整数倍仍然是勾股数,例如将(3,4,5)同时乘5,得到(15,20,25),满足$15^2+20^2=25^2$。
一、举例验证给出的4种勾股数生成方法
1. 验证方法①:
取$n=2$,得$a=2×2=4$,$b=2^2-1=3$,$c=2^2+1=5$
计算:$a^2+b^2=4^2+3^2=16+9=25$,$c^2=5^2=25$,满足$a^2+b^2=c^2$,(3,4,5)是勾股数。
取$n=4$,得$a=8$,$b=15$,$c=17$,$8^2+15^2=64+225=289=17^2$,符合要求。
2. 验证方法②:
取$n=3$,得$a=2×3+1=7$,$b=2×3^2+2×3=24$,$c=2×3^2+2×3+1=25$
计算:$7^2+24^2=49+576=625=25^2$,满足等式,(7,24,25)是勾股数。
3. 验证方法③:
取$m=4$,$n=2$,得$a=4^2-2^2=12$,$b=2×4×2=16$,$c=4^2+2^2=20$
计算:$12^2+16^2=144+256=400=20^2$,满足等式,(12,16,20)是勾股数。
4. 验证方法④:
取$m=3$,$n=2$,$k=3$,得$a=3×(9-4)=15$,$b=2×3×3×2=36$,$c=3×(9+4)=39$
计算:$15^2+36^2=225+1296=1521=39^2$,满足等式,(15,36,39)是勾股数。
二、其他产生勾股数的方法
1. 若两个正整数$b,c$满足$c=b+1$,且$a$是大于1的奇数,令$b=\frac{a^2-1}{2}$,$c=\frac{a^2+1}{2}$,则$(a,b,c)$是勾股数。例如$a=9$时,$b=40$,$c=41$,$9^2+40^2=41^2$,成立。
2. 若两个正整数$b,c$满足$c=b+2$,且$a$是大于4的4的倍数,令$b=\frac{a^2}{4}-1$,$c=\frac{a^2}{4}+1$,则$(a,b,c)$是勾股数。例如$a=12$时,$b=35$,$c=37$,$12^2+35^2=37^2$,成立。
3. 任意一组勾股数的正整数倍仍然是勾股数,例如将(3,4,5)同时乘5,得到(15,20,25),满足$15^2+20^2=25^2$。
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