■パラメータ解? (その70)
フィボナッチの等式
(a^2+b^2)(c^2+d^2)=(ac−bd)^2+(ad+bc)^2
(a^2+b^2)(c^2+d^2)=(ac+bd)^2+(ad−bc)^2
あるいは,ピタゴラス三角形のパラメータ解
a=k(m^2−n^2),b=2kmn,c=k(m^2+n^2)
を使って,4平方和問題
(a^2+b^2+c^2+d^2)(p^2+q^2+r^2+s^2)=x^2+y^2+z^2+w^2
x=ap+bq+cr+ds,
y=aq−bp+cs−dr,
z=ar−bs−cp+dq,
w=as+br−cq−dp
のこれとは別のパラメータ解を求めることはできないものだろうか?
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たとえば,
x=ap+bq+cr+ds,
y=aq−bp+cs−dr,
z=ar−bs−cp+dq,
w=as+br−cq−dp
において,c=d=0,r=s=0とおくと,
x=ap+bq,y=aq−bp,z=0,w=0
となって,フィボナッチの等式
(a^2+b^2)(p^2+q^2)=(ap+bq)^2+(aq−bp)^2
が得られる.
ここで,a=q,b=pとおくと,右辺は
(2ab)^2+(a^2−b^2)^2=(a^2+b^2)^2
しかし,左辺も(a^2+b^2)^2となって,恒真命題.
次に,q=r=s=0とおくと,
x=ap,y=−bp,z=−cp,w=−dp
となって,これも恒真命題
(a^2+b^2+c^2+d^2)・(p^2)=(a^2p^2+b^2p^2+c^2p^2+d^2p^2)=(p^2)・(a^2+b^2+c^2+d^2)
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d=0,s=0では
x=ap+bq+cr,y=aq−bp,z=ar−cp,w=br−cq
となって,
(a^2+b^2+c^2)・(p^2+q^2+r^2)=(ap+bq+cr)^2+(aq−bp)^2+(ar−cp)^2+(br−cq)^2
あまり見慣れない式が得られる.
(a^2+b^2+c^2)(x^2+y^2+z^2)=u^2+v^2+w^2
の形にしたければ,
たとえば,
ar−cp=2mn
br−cq=m^2−n^2
となるようにしたいが,b=r,c=qではar−cp=0となってしまう.
ap+bq+cr=2mn
br−cq=m^2−n^2では,ap+bq+cr=ap+2bcとばって,さらに,a=0またはp=0が要求される.
d=0,s=0,p=0とすると
x=bq+cr,y=aq,z=ar,w=br−cq
(a^2+b^2+c^2)・(q^2+r^2)=(bq+cr)^2+(aq)^2+(ar)^2+(br−cq)^2
b=r,c=qとおくと,右辺は
(2bc)^2+(aq)^2+(ar)^2+(b^2−c^2)^2=(b^2+c^2)^2+(ac)^2+(ab)^2
左辺は(a^2+b^2+c^2)・(b^2+c^2)となって,これも恒真命題.
恒真命題しか得られない状況にある.
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