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1、關(guān)于“丟番圖(Diophantus)猜想”的論證丟番圖(Diophantus)猜想:如果是兩個正整數(shù),且是完全平方數(shù),那么:則:是一級“勾股數(shù)組”。命題一:在直角三角形中,對于任意給定的一直角邊為一個正奇數(shù)(),則一定存在正奇數(shù)和正偶數(shù),使之滿足:;且組成“勾股數(shù)組”的數(shù)量為:在的因數(shù)中小于或等于的所有正奇因數(shù)的個數(shù)之和;其“勾股數(shù)組”的計(jì)算公式為:.證明:充分性假設(shè)在直角中,,兩條直角邊分別為,斜邊為;令為正奇數(shù),并且,、均為正整數(shù)。根據(jù)“勾股定理”可得:(1)令:.由此推出:(2)把(2)代入(1)可得:所以經(jīng)整理可得:并可以推出:(3)再令:.(4)由(4)
2、可知:(5)9把(5)代入(3)可得:所以,(6)由此我們把(2)、(4)、(6)綜合可得如下結(jié)論:(7)因?yàn)槎际钦麛?shù),由(6)式可知:則也是正整數(shù);所以令:(其中的整數(shù)).由(4)可得:故:.由(4)式可知:因?yàn)?,故就一定是一個完全平方數(shù);所以(7)式可轉(zhuǎn)化為:(8)因?yàn)椋忠驗(yàn)?是一個完全平方數(shù)且又是偶數(shù),所以,的偶數(shù);故;即:.(9)由(8)式可得:所以,(10)由(10)式可知:又因?yàn)闉槠鏀?shù),所以為中的正奇因數(shù)。而是偶數(shù),且又是完全平方數(shù),又因?yàn)闉檎鏀?shù),因此就一定是偶數(shù),,故的偶數(shù),又,都是偶數(shù),所以為偶數(shù);又,而為奇數(shù),則為奇數(shù)。又由于:.的正偶數(shù).
3、故:即:(11)解這個不等式可得:.由(8)式可得:故不合題意去。所以,不等式(11)的解集為:.(12)綜上所述,當(dāng)?shù)恼鏀?shù)時,則的取值為:的因數(shù)中小于或等于的每一個正奇因數(shù),因此在9的正奇因數(shù)中,有多少個小于或等于的正奇因數(shù),那么就會產(chǎn)生多少個相應(yīng)的正奇數(shù),再由來計(jì)算并產(chǎn)生相應(yīng)的正偶數(shù),在得到正奇數(shù)的值之后,就可利用如下公式:.(13)來計(jì)算相應(yīng)的正偶數(shù),從而可得到了以給定的正奇數(shù)作為一直角邊的所有“勾股數(shù)組”。必要性:若一個三角形的三邊滿足:.則:而.命題一證畢.下面舉例說明“命題一”的使用方法:例:當(dāng)直角三角形的一條直角邊時,能組成多少個“勾股數(shù)組”?并指
4、出每一個“勾股數(shù)組“的具體組合.解:而在中小于283的正奇因數(shù)共有22個9(分別為:1,3,5,7,9,15,21,25,27,35,45,49,63,75,81,105。135,147,175,189,225,249),所以,以315作為一直角邊所構(gòu)成的“勾股數(shù)組”共有22個;詳見下表:以315為直角三角形的一直角邊所組成的“勾股數(shù)組”表序號中小于283的因數(shù)的取值的取值()把代入公(13)計(jì)算11=1149298(315,49612,49613)23=3316224(315,16536,16539)35=559610(315,9920,9925)47=7767
5、76(315,7084,7091)5=995202(315,5508,5517)6=15153000(315,3300,3315)7=21212058(315,2352,2373)8=25251682(315,1972,1997)9=27271536(315,1824,1851)10=35351120(315,1400,1435)11=4545810(315,1080,1125)12=4949722(315,988,1037)13=6363504(315,756,819)14=7575384(315,624,699)15=8181338(315,572,653)1
6、6=105105210(315,420,525)17=135135120(315,300,435)18=14714796(315,264,411)19=17517556(315,196,371)29=18918942(315,168,357)21=22522518(315,108,333)22=24524510(315,80,325)命題二:在直角三角形中,任意給定的一直角邊為一個偶數(shù)()時,則一定存在正整數(shù),使之滿足:;且組成“勾股數(shù)組”的數(shù)量為:在的因數(shù)中小于或等于的所有正偶因數(shù)的個數(shù)之和,其“勾股數(shù)組”的計(jì)算公式為:.證明:充分性假設(shè):在直角中,,兩條直角邊
7、長分別為,斜邊為9,其中為正偶數(shù),、均為正整數(shù)。根據(jù)勾股定理可得:(1)則令:(其中的整數(shù))由此推出:(2)把(2)代入(1)可得:所以,經(jīng)整理可得:并可以推出:(3)再令:(其中的整數(shù))(4)由(4)可得:(5)把(5)代入(3)可得:所以,(6)由此我們把(2)、(4)、(6)綜合可得如下結(jié)論:(7)因?yàn)槭钦麛?shù),由(6)式可知:也是正整數(shù)。所以,令:(其中的整數(shù)).9故:由(4)式可知:,故就一定是一個完全平方數(shù);所以(7)式可轉(zhuǎn)化為:(8)因?yàn)?,又因?yàn)槭且粋€完全平方數(shù)且又是偶數(shù),所以的偶數(shù);在式子:中,因?yàn)槭桥紨?shù),也是偶數(shù),所以為偶數(shù),所以的偶數(shù),故,即:
8、。又因?yàn)椋?/p>