探索勾股数

来源:岁月联盟 作者:董常宝 时间:2014-10-15
       若令n=1,m=2q(q为正整数);则第二组数可转化为“2×2q,(2q)2-12,(2q)2+12”,化简得到:4q,4q2-1,4q2+1所以当n=1,m为偶数时,第三组数是第一组数的特例。
        这组数常用数据可以用下表表示: 
         
        显然,最短边为偶数时,勾股数有此规律,而且这些勾股数都是素勾股数。
        所以不小于3的自然数为勾股,必存在一组勾股数。素勾股数(不是所有的素勾股数)很多都可用上述列式找出,这亦可推论到,数学上存在无穷多的素勾股数。有些勾股数组可以有同一个最小的勾股数。第一个例子是20,它在以下两组勾股数之中出现了:20、21、29与20、99、101。
        在这里,我们发现了一些事实或规律:
        1.勾股数不可能是三个奇数,因为两个奇数的平方和不可能是第三个奇数的完全平方。比如(2m+1)2+(2n+1)2=4m2+4n2+4m+4n+2是偶数,所以直角三角形较短两边(边为整数)一定是一奇一偶。
        2.最短边为奇数2p+1时,最短边的平方等于另外两条边的和。
        设最短边为2p+1,则(2p+1)2=4p2+4p+1=2p(p+1)+[2p(p+1)+1];
        即a2=b+c(a<b且a<c)。
        3.勾股数a、b、c,若a为质数,则2(a+b+1)与2c-1均为完全平方数。理由:勾股数a为质数,a必为奇数,可令a=2p+1,则b=2p2+2p,c=2p2+2p+1;
        ∴2(a+b+1)=2(2p+1+2p2+2p+1)=4(p+1)2;
        2c-1=2(2p2+2p+1)-1=4p2+4p+1=(2p+1)2。
        4.注意第一组数“2mn,m2-n2,m2+n2”中若m和n互质,而且m和n至少有一个是偶数,计算出来的a、b、c就是素勾股数(若m和n都是奇数,a、b、c就会全是偶数,不符合互质)。 
        通过这次的讨论发现,日常的一些定理和公理,经过对其深入钻研,会发现里面蕴涵的东西很丰富,对我们解题很有帮助。我们可以将类似的内容作为学生的课题性学习,开阔学生的思路,达到帮助教学的目的。
参考文献
1.于锋 趣谈勾股数。
2.彭云龙 勾股数的联想。 
3.数学发展史概述。