poster105

寻找勾股数

教你如何写出所有勾股数
寻找勾股数
13 人挑战成功
趣味数学挑战

完成本期挑战需要达到:

高中数学水平

题目

做一条斜率为的直线, 与单位圆交于点A, 根据点A的坐标能构造出的一组勾股数是 __________.

选项

勾股数, 是指满足方程的三个正整数组成的数组, 寻找勾股数是一个非常古老的问题.

我们来试着写出所有的勾股数.

若有一组正的勾股数, 则是单位圆在第一象限的点, 是相应的辐角, 那么 都是正有理数,

但最关键的是 也是有理数.

它可以看成是点与点连线的斜率, 因此该斜率是有理数.

image

反过来, 如果已经知道 是有理数, 那么由万能公式得到 也都是有理数.

也就是说如果点与点连线的斜率是有理数, 则直线与单位圆的交点横纵坐标也是有理数.

这样就建立起了单位圆周上第一象限的有理点和区间 中的正有理数的一一对应关系.

而单位圆周第一象限的有理点满足方程,勾股数满足方程.

这两者之间是可以互相转化的.

如果规定是没有公约数的,并且,那么只需要考虑辐角在的有理点(此时斜率为),这时有理点和勾股数两者是一一对应的.

综上所述,只要在区间中取遍所有的有理数,便可以对应找到所有的勾股数.

如果设, 那么通分就得到

.

发布于 2021-05-13 10:05
logo
慕容玖
level4
编辑于 2021-11-01 08:24
logo
慕容玖
level4