勾股數(shù)的神奇規(guī)律

我們先來觀察一組勾股數(shù):

a、b、c

3、4、5

5、12、13

7、24、25

9、40、41

11、60、61

13、84、85

15、110、111

可以找到什么樣的規(guī)律呢?

先看第一列數(shù)a,我們會發(fā)現(xiàn),全部都是奇數(shù)(3、5、7、9、11、13、15),而且還全是連續(xù)的奇數(shù),全是以+2、+2、+2的方式往下推進(jìn),那么我們假設(shè)n為自然數(shù)(n≠0),那么第一列數(shù)a就可以表示為2n+1(任意偶數(shù)+1都為奇數(shù))。再來看第二列數(shù)b和第三列數(shù)c,發(fā)現(xiàn)b全為偶數(shù),c全為奇數(shù),并且c=b+1。之后我們再一組一組地觀察,勾股定理就不用再次重申了,但是我們會發(fā)現(xiàn)a2=b+c。依靠以上我們整理出的幾點,我們可以推算出一個公式,利用這個公式我們可以快速找出與a相匹配的勾股數(shù)。

∵a2=b+c,c=b+1

∴a2=b+b+1,即a2=2b+1

那我們?nèi)绾斡眠@個公式快速找到與之匹配的勾股數(shù)呢?

我們以17為例,當(dāng)a=17時,等式加載為172=2b+1

172=2b+1

289=2b+1

288=2b

b =144

∴c=144+1=145

最后驗證一下

172=289

1442=20736

1452=21025

21025-20736=289

∴驗證成功!

于是這個公式似乎成為了一個尋找勾股數(shù)組的快捷方式,可以說是一個勾股數(shù)軟件中的快捷鍵。

可是,為什么會有這樣的規(guī)律呢?這個規(guī)律可靠嗎?我們還要繼續(xù)探索。再觀察這些勾股數(shù),我又發(fā)現(xiàn)了一個規(guī)律:

勾股數(shù)3、4、5有32=9=4+5,而4=2*1*(1+1)

勾股數(shù)5、12、13有52=25=12+13,而12=2*2*(2+1)

勾股數(shù)7、24、25有72=49=24+25,而24=2*3*(3+1)

勾股數(shù)9、40、41有92=81=40+41,而40=2*4*(4+1)

……

推導(dǎo)過程

接下來我們再觀察一組勾股數(shù):

6、8、10

8、15、17

10、24、26

12、35、37

14、48、50

16、63、65

18、80、82

第一列數(shù)a全是偶數(shù),且還全是連續(xù)的偶數(shù),全是以+2、+2、+2的方式往下推進(jìn),用n來表示,即為2n(n≥3)。再看后面兩列,發(fā)現(xiàn)相同一行后兩數(shù)都只相差2,所以可以推導(dǎo)出c=b+2,并且通過一組一組地觀察,我們發(fā)現(xiàn)a2=2(b+c),那么接下來我們開始去往結(jié)果星球的航道上:

∵a2=2(b+c),c=b+2

∴a2=2(b+b+2),即a2=2(2b+2)

再∴a2=4b+4

那么我們再次來驗證一下推導(dǎo)出的快捷公式:

∵a2=4b+4

∴當(dāng)a=32時,等式為322=4b+4

322=4b+4

1024=4b+4

1020=4b

b=255

∴c=255+2=257

驗證一下:

322=1024

2552=65025

2572=66049

66049-65025=1024

我們似乎又找到了一個a為大于等于6的偶數(shù)時,找到其匹配勾股數(shù)的快捷方式:當(dāng)a=2n(n≥3),a2=4b+4,c=b+2時,a、b、c是一組一組勾股數(shù)。可是,為什么會有這樣的規(guī)律呢?

讓我們繼續(xù)觀察數(shù)字:

勾股數(shù)6、8、10有62=36=2*(8+10),而8=32-1,10=32+1

勾股數(shù)8、15、17有82=64=2*(15+17),而15=42-1,17=42+1

勾股數(shù)10、24、26有102=100=2*(24+26),而24=52-1,26=52+1

……

推導(dǎo)過程

當(dāng)然,也并不是所有的勾股數(shù)都包含其中,也有一些特例,如下:

12、16、20

15、20、25

18、24、30

21、28、35

……

這一些的規(guī)律和之前的不同,這一些的規(guī)律是a=3n、b=4n、c=5n為一組勾股數(shù)(n≥1)。

還有一些,如下:

20、21、29

20、99、101

48、55、73

60、91、109

雖然大部分勾股數(shù)我們都可以用以上的3種規(guī)律尋找到,但有一些特例我們依然只能用a2+b2=c2來驗證是不是勾股數(shù)組。

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