■ピタゴラスの定理・円周角の定理(その24)
ピタゴラス三角形の直角を挟む辺をa,bとする.このとき,
a,b,a−b,a+bのどれかは7で割り切れる
===================================
[証]a^2+b^2=c^2
a=p^2−q^2,b=2pq,c=p^2+q^2
とおく.
a+b=p^2−q^2+2pq
a−b=p^2−q^2−2pq
a^2−b^2=(p^2−q^2)^2−(2pq)^2=p^4−6p^2q^2+q^4
p^4−6p^2q^2+q^4=p^4+p^2q^2+q^4 (mod 7)
[0]a=7k → a^2=0,a^4=0 (mod 7)
[1]a=7k+1 → a^2=1,a^4=1 (mod 7)
[2]a=7k+2 → a^2=4,a^4=2 (mod 7)
[3]a=7k+3 → a^2=2,a^4=4 (mod 7)
[4]a=7k+4 → a^2=2,a^4=4 (mod 7)
[5]a=7k+5 → a^2=4,a^4=2 (mod 7)
[6]a=7k+6 → a^2=1,a^4=1 (mod 7)
===================================
a,bは7の倍数ではないと仮定する.[1]〜[6]のすべての組み合わせについて,ことごとく調べるのであるが,
p^2−q^2=0 (mod7)
の場合は,a,bが7の倍数ではないとする仮定に反する.
また,対称性を考慮して[1]〜[3]のすべての組み合わせについて,考えればよいことになる.
[1]×[1]:p^4+p^2q^2+q^4=1+1・1+1=3(NG)→しかし,これはa,bが7の倍数ではないとする仮定に反するので考える必要がない.
[1]×[2]:p^4+p^2q^2+q^4=1+1・4+2=7
[1]×[3]:p^4+p^2q^2+q^4=1+1・2+4=7
[2]×[2]:p^4+p^2q^2+q^4=2+4・4+2=20(NG)→考える必要なし
[2]×[3]:p^4+p^2q^2+q^4=2+4・2+4=14
[3]×[3]:p^4+p^2q^2+q^4=4+2・2+4=12(NG)→考える必要なし
===================================