■エジプト三角形の作図(その6)

 (その4)(その5)では辺長の差が1か2の場合しか作れませんが,ここではフィボナッチ数列を使って,それ以外のピタゴラス三角形の図形的生成法を考えてみます.

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 一般化されたフィボナッチ数列において,任意の連続する4項を

  a,b,c,d

とすると,

  (a・d)^2+(2b・c)^2=(b^2+c^2)^2

が成り立つ.

[証]

  (a・d)^2=(b^2−c^2)^2 → a・d=c^2−b^2

が成り立つことが証明されればよい.

 c=a+b,d=b+cより,

  a・d=a(b+c)=a(a+2b)

  c^2−b^2=(a+b)^2−b^2=a^2+2ab=a(a+2b)

 この関係式はすべてのピタゴラスの三つ組みを生み出すわけではないが,無限個のピタゴラスの三つ組みを生み出してくれる.たとえば,

  a=1,b=1,c=2,d=3→3^2+4^2=5^2

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 なお,

 c=a+b,d=b+c=a+2b,

 b^2=a・c+1,c^2=b・d−1

または,b^2=a・c−1,c^2=b・d+1より

 b^2+c^2=ac+bd

  (ad)^2+(2bc)^2=(ac)^2+2abcd+(bd)^2

 c=a+b,d=a+2bを代入すると

(ad)^2=a^2(a+2b)^2

(2bc)^2=4b^2(a+b)^2

(ac)^2=a^2(a+b)^2

2abcd=2ab(a+b)(a+2b)

(bd)^2=b^2(a+2b)^2

(ad)^2+(2bc)^2=a^4+4a^3b+8a^2b^2+8ab^3+4b^4

(ac)^2+2abcd+(bd)^2=a^4+4a^3b+8a^2b^2+8ab^3+4b^4

となって,恒等式が得られる.

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