你知道嗎?由任意兩個整數可得到滿足勾股定理的三個數

2021-01-09 電子通信和數學

把坐標系想成是複平面,這樣平面中的每一個點,例如(2,1),它對應的一個複數就是2+i,那麼這個點到原點的距離就是:很簡單的辦法——取平方,開根號2^2+1^2=5

那麼(2+i)^2是多少呢?如果你對一個複數取平方,這和代數運算一樣,展開乘積,合併同類項

因為所有的運算都只是整數之間的加減乘,所以最後的結果每部分都是整數,我們得到:(2+i)^2=3+4i,此時根號5就變成了5,你發現什麼規律了嗎?勾3,股4,弦5,正好是一對勾股數,滿足勾股定理。

我們再來看另外一個複數3+2i,它到原點的距離是根號13

這個複數的平方就是(3+2i)^2=5+12i

5+12i到原點的距離就是根號13的平方,即13

我們就得到5,12,13的直角三角形

這個過程看起來非常神奇,像是在變戲法

再來看4+i,它的平方就是15+8i,到原點的距離就是17

你可以依次類推,得到任意一組勾股數,它的一般方法如下圖

實數部分是u^2-v^2,虛數部分是2uv,到原點的距離就是u^2+v^2

你可以試試代入任意的整數,來得到勾股數。

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    本文經授權轉載自微信公眾號「原理」(ID:principia1687)畢達哥拉斯定理(勾股定理)幾乎是所有人最早學到的數學定理之一:一個直角三角形最長的邊(斜邊)的平方,等於另兩條邊(直角邊)的平方和。滿足這一定理的第一個整數組合是三邊分別為3、4和5的三角形:3 + 4 = 5。
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