怎样证明一组勾股数组有一个数是3的倍数

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勾股数a、b、c三数中至少有一个是3的倍数。
证明:由公式
a=n2-m2
b=2mn (m<n,且奇偶不同的互质的正整数)
c=n2+m2
可知,如果m、n中存在3的倍数,则b=2mn就是3的倍数,则在m=3k1+i,n=3k2+j (1≤i,j≤2)中,或者i=j,或者i+j=3,
考察a=n2+m2=(3k2+j)2-(3k1+i)2
=(3k2+j+m+3k1+i)(3 k2-3k1+j-i)
=[3(k2+k1)+(j+i)][3(k2-k1)+(j-i)]
发现,无论是I=j, 还是I+j=3, 都有一个因数3,因此a是3的倍数, 命题得证.
由于a、b是较小的两数,因此性质2还可加强为,勾股数组a、b、c三数中,较小的两数a、b中至少有一个是3的倍数。

至于上面套用的那个公式的证明...比较长
如果a、b、c是一组勾股数组,即若a2+b2=c2,那么(ka)2+(kb)2=k2(a2+b2)=(kc)2,k为正整数,由此得到ka,kb,kc也是一组勾股数组,如此即可得到一串无穷多的勾股数组,为此,我们求勾股数时,只要关心a、b、c是互质时的情况就够了。约定把互质的勾股数组叫做一组基础勾股数组。下面我们来求基础勾股数组,并规定以下出现的字母,均指正整数。
由a2+b2=c2,得b2=c2-a2=(c+a)(c-a), 且c>a, c-a>0, c+a>0, c+a>b.
所以, b/(c+a)=(c-a)/b=m/n成立,且m<n, 于是得
nb=mc+ma (1)
mb=nc-na (2)
(1)*n+(2)*m 得 (n2+m2)b=2mnc
因为n2+m2≠0,两边同除以[2mn(n2+m2)]得
b/2mn=c/n2+m2 (3)
(1)*n-(2)*m 得(n2-m2)b=2mna
同样,n2-m2≠0,两边同除以2mn(n2-m2)得
b/2mn=c/n2-m2 (4)
设b/2mn=k, 显然k>0,为一有理数.
故有公式
a=k(n2-m2)
A: b=2kmn
c=(n2+m2)
为保证公式中a、b、c是正整数,k只能取使a、b、c为正整数的值,要使a、b、c互质,取k=1,由于m、n均为奇数时,n2-m2,n2+m2,2mn都有因数2,故除了m,n互质外,还要加一个条件:m,n奇偶不同,由此可得更简便的公式:
a=n2-m2
B: b=2mn (m<n,且奇偶不同的互质的正整数)
c=n2+m2
这样就得到了求基础勾股数组的公式。如果公式B中,只要求n、m是n>m的正整数,则得到的a、b、c仍是勾股数组,而不一定是基础勾股数组。

参考资料:http://razx.zhedu.net.cn/news/article.php?articleid=422

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第1个回答  2008-06-22
所谓勾股数,一般是指能够构成直角三角形三条边的三个正整数(a,b,c)。
即a^2+b^2=c^2,a,b,c∈N
又由于,任何一个勾股数组(a,b,c)内的三个数同时乘以一个整数n得到的新数组(na,nb,nc)仍然是勾股数,所以一般我们想找的是a,b,c互质的勾股数组。

关于这样的数组,比较常用也比较实用的套路有以下两种:
1、当a为大于1的奇数2n+1时,b=2*n^2+2*n, c=2*n^2+2*n+1。
实际上就是把a的平方数拆成两个连续自然数,例如:
n=1时(a,b,c)=(3,4,5)
n=2时(a,b,c)=(5,12,13)
n=3时(a,b,c)=(7,24,25)
... ...
这是最经典的一个套路,而且由于两个连续自然数必然互质,所以用这个套路得到的勾股数组全部都是互质的。

2、当a为大于4的偶数2n时,b=n^2-1, c=n^2+1
也就是把a的一半的平方分别减1和加1,例如:
n=3时(a,b,c)=(6,8,10)
n=4时(a,b,c)=(8,15,17)
n=5时(a,b,c)=(10,24,26)
n=6时(a,b,c)=(12,35,37)
... ...
这是次经典的套路,当n为奇数时由于(a,b,c)是三个偶数,所以该勾股数组必然不是互质的;而n为偶数时由于b、c是两个连续奇数必然互质,所以该勾股数组互质。
所以如果你只想得到互质的数组,这条可以改成,对于a=4n (n>=2), b=4*n^2-1, c=4*n^2+1,例如:
n=2时(a,b,c)=(8,15,17)
n=3时(a,b,c)=(12,35,37)
n=4时(a,b,c)=(16,63,65)
第2个回答  2020-01-24
勾股数a、b、c三数中至少有一个是3的倍数。
证明:由公式
a=n2-m2
b=2mn
(m<n,且奇偶不同的互质的正整数)
c=n2+m2
可知,如果m、n中存在3的倍数,则b=2mn就是3的倍数,则在m=3k1+i,n=3k2+j
(1≤i,j≤2)中,或者i=j,或者i+j=3,
考察a=n2+m2=(3k2+j)2-(3k1+i)2
=(3k2+j+m+3k1+i)(3
k2-3k1+j-i)
=[3(k2+k1)+(j+i)][3(k2-k1)+(j-i)]
发现,无论是I=j,
还是I+j=3,
都有一个因数3,因此a是3的倍数,
命题得证.
由于a、b是较小的两数,因此性质2还可加强为,勾股数组a、b、c三数中,较小的两数a、b中至少有一个是3的倍数。
至于上面套用的那个公式的证明...比较长
如果a、b、c是一组勾股数组,即若a2+b2=c2,那么(ka)2+(kb)2=k2(a2+b2)=(kc)2,k为正整数,由此得到ka,kb,kc也是一组勾股数组,如此即可得到一串无穷多的勾股数组,为此,我们求勾股数时,只要关心a、b、c是互质时的情况就够了。约定把互质的勾股数组叫做一组基础勾股数组。下面我们来求基础勾股数组,并规定以下出现的字母,均指正整数。
由a2+b2=c2,得b2=c2-a2=(c+a)(c-a),
且c>a,
c-a>0,
c+a>0,
c+a>b.
所以,
b/(c+a)=(c-a)/b=m/n成立,且m<n,
于是得
nb=mc+ma
(1)
mb=nc-na
(2)
(1)*n+(2)*m

(n2+m2)b=2mnc
因为n2+m2≠0,两边同除以[2mn(n2+m2)]得
b/2mn=c/n2+m2
(3)
(1)*n-(2)*m
得(n2-m2)b=2mna
同样,n2-m2≠0,两边同除以2mn(n2-m2)得
b/2mn=c/n2-m2
(4)
设b/2mn=k,
显然k>0,为一有理数.
故有公式
a=k(n2-m2)
A:
b=2kmn
c=(n2+m2)
为保证公式中a、b、c是正整数,k只能取使a、b、c为正整数的值,要使a、b、c互质,取k=1,由于m、n均为奇数时,n2-m2,n2+m2,2mn都有因数2,故除了m,n互质外,还要加一个条件:m,n奇偶不同,由此可得更简便的公式:
a=n2-m2
B:
b=2mn
(m<n,且奇偶不同的互质的正整数)
c=n2+m2
这样就得到了求基础勾股数组的公式。如果公式B中,只要求n、m是n>m的正整数,则得到的a、b、c仍是勾股数组,而不一定是基础勾股数组。
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