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有关“已知最短边,求与之互为勾股数的另两边”公式推论猜想

河北省三河市汇福实验学校  初中部  田文霖

  多年的学习,一直对数学情有独钟。上初中后,我接触了“勾股定理”——对于任何一个直角三角形来说,两条直角边的平方和等于斜边的平方,即“勾的平方+股的平方=弦的平方”,并且教材上给出了第一组勾股数“3^2+4^2=5^2”,还有第二组勾股数“5^2+12^2=13^2”。当时我就觉得有趣,便想:还有哪些勾股数呢?已知一个数,怎么求其他两个数呢?我能快速地找到它们吗?

  接下来的一段时间,我对“勾股数”进行了思考,竟然真的被我找到了方法,首先我发现,“3^2+4^2=5^2”,“5^2+12^2=13^2”,这两组“勾股数”的第一个数都是奇数,先求出这个数的平方,然后除以2,与所得数相邻的两个整数,正好和刚才的数组成了一组“勾股数”。

  用这个方法,我们可以很快地找到其它的“勾股数”,如7、24、25是一组勾股数;9、40、41是一组勾股数……

  不仅如此,我还找到了它的证明方法:

  类型Ⅰ:当勾股数中最短边a为奇整数(a>1时,a^2/2=b,那么与b相邻的两个整数,与a互为勾股数。

  例:已知最短边为13,求与最短边互为勾股数的另两边数值。

  解:勾股数中最短边13是奇整数,可用公式a^2/2=b求解

  13^2/2=84.5

  ∵84.5相邻的两个整数是:84和85(84<84.5<85)

  ∴与最短边13互为勾股数的另两边数值为84、85。(13^2+84^2=85^2

  我又想到:“如果这个数是偶数呢?”

  经过思考,我觉得我找到了方法:如果“勾股数”的第一个数都是偶数,先把这个数除以2,所得数再进行平方,然后,与平方后所得数相邻的两个整数,正好和前面的数组成了一组“勾股数”

  用这样的方法,我们同样可以很快地找到其它的勾股数,如6、8、10是一组勾股数;10、24、26是一组勾股数……

  证明方法如下:

  类型Ⅱ:当勾股数中最短边a为偶整数(a>4时,(a/2)^2=b,那么与b相邻的两个整数,与a互为勾股数。

  例:已知最短边为10,求与最短边互为勾股数的另两边数值。

  解:勾股数中最短边10是偶整数,可用公式(a/2)^2=b求解

  (10/2)^2=25

  ∵25相邻的两个整数是:24和26(24<25<26)

  ∴与最短边10互为勾股数的另两边数值为24、26。(10^2+24^2=26^2

  我向侯老师汇报了我的成果。经过侯老师的演算,发现这个推论是符合勾股定理的。

  后来我发现,我所研究过的勾股数,历史上,毕达哥拉斯和柏拉图两位大数学家早就研究过了。

  毕达哥拉斯的表达式为:a=2n+1,b=2n²+2n,n为正整数c=2n²+2n+1

  柏拉图的表达式为:a=2n,b=n²−1,(n为大于1的正整数)c=n²+1

  很明显可以发现,毕达哥拉斯的表达式中a为奇数,柏拉图的表达式中a为偶数,因此可通过所给a的奇偶性决定用哪组表达式来计算另外两个数字。比如,7为奇数,应该采用毕达哥拉斯的表达式,由7=2n+1,可以求出n=3,很快可以求出b、c分别是24和25;而8为偶数,应该采用柏拉图的表达式,由8=2n,可以求出n=4,很快可以求出b、c分别是15和17。

  我度过了一段非常美妙的数学探索时光。如今快要中考了,这段时光已成为我初中学习中最深的记忆之一。

(指导教师:甲骨文教育 侯晓华)