■パラメータ解? (その75)
不定方程式a^3+b^3+c^3=d^3の一般解としては,
【1】オイラー解(4パラメータ)
a=−(x^2+3y^2)^2+(z^2+3w^2)(xz+3yw+3xw−3yz),
b=(x2+3y^2)^2−(z^2+3w^2)(xz+3yw−3xw+3yz),
c=(z^2+3w^2)^2−(x^2+3y^2)(xz+3yw+3xw−3yz),
d=(z2+3w^2)^2+(x^2+3y^2)(xz+3yw+3xw−3yz)
【2】ラマヌジャン解(2パラメータ)
a=3m^2+5mn−5n^2 ,
b=4m^2−4mn+6n^2 ,
c=5m^2−5mn−3n^2 ,
d=6m^2−4mn+4n^2
が知られている.
これらに対する「バーニングとホールのピタゴラス三角形生成行列」もどきがあればよいのであるが,
a^3+b^3+c^3=d^3
ではなく,
a^2+b^2+c^2=d^2
を考えるべきなのかもしれない.
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【1】ファウルハーバーの定理
ファウルハーバーの定理は,ピタゴラスの定理の拡張である.
各辺(a,b,c)と空間対角線dの直方体では
a^2+b^2+c^2=d^2
が成り立つが,ファウルハーバーは直角三角形の辺の長さの2乗を,直角三角錐の面の面積の2乗に拡張した.
辺(p,q,r)が1点において直交する四面体において,3つの面の面積をA,B,C,斜面の面積をDとすると
A^2+B^2+C^2=D^2
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(証明)斜面の辺の長さを(a,b,c)とすると
a^2=q^2+r^2
b^2=r^2+p^2
c^2=p^2+r^2
また,3面の面積は
qr/2=A
rp/2=B
pq/2=C
さらみ斜面の三角形の高さをhとおくと
D=ah/2
h^2=k^2+p^2,ak/2=A
以上より,
4D^2=a^2h^2=a^2(k^2+p^2)=4A^2+a^2p^2
=4A^2+(q^2+r^2)p^2
=4A^2+r^2p^2+p^2q^2
=4A^2+4B^2+4C^2
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