■ニュートンの等比数列(その3)
[Q]3辺の長さx,y,zが整数でかつ長さの平方x^2,y^2,z^2が等差数列をなす三角形は?
[A]a^2+b^2=c^2,S=ab/2,a>b
とおく.(a,b,c)はピタゴラス数で,Sはその面積というわけである.
a=l(m^2−n^2),b=2lmn,c=l(m^2+n^2),m>n
このとき,
x=a−b,y=c,z=a+b
a=(x+z)/2,b=(z−x)/2,c=y
とおくと,
x^2+4S=y^2,y^2+4S=z^2
x^2,y^2,z^2は公差d=4Sの等差数列で,x^2+z^2=2y^2が成り立つ.
d=4S=2ab=4l^2mn(m^2−n^2)=4l^2{n(m−1)m(m+1)−m(n−1)n(n+1)}
連続する3個の自然数の積は3!=6の倍数であるから,dは24の倍数となる.
ただし,dはすべての24の倍数をとりうるわけではなく,
d=24,96,120,・・・可能
d=48,72,・・・不可能
x=l|m^2−n^2−2mn|,y=l(m^2+n^2),z=l(m^2+n^2−2mn),t=m/n(>1)とおくことにより,
y=(t^2+1)x/|t^2−2t−1|
z=(t^2+2t−1)x/|t^2−2t−1|
たとえば,t=2とおくことにより,(x,y,z)=(k,5k,7k)→NG,ほかにも(7k,13k,17k)→OK,(7k,17k,29k)→NG,(23k,37k,47k)→OKなどが求まる.
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