■合同数の話(その23)

正の整数Aが3辺が有理数の直角三角形の面積になっているとき,すなわち,A=ab/2,a^2+b^2=h^2のとき,合同数と呼ばれる.6は直角三角形(3,4,5)の面積,30は直角三角形(5,12,13)の面積であるから合同数である.

最小の合同数は直角三角形(3/2,20/3,41/6)の面積5である.1は合同数ではない.

 

 (平方因子をもたない)正の整数Aが合同数であるための必要十分条件は

  x^2+Ay^2=z^2

  x^2−Ay^2=w^2

が整数解でy≠0のものをもつことである.

 

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  x^2−n=y^2,x^2+n=z^2を同時に満たす有理数x,y,zが存在するような整数nを合同数とよぶ.

  (41/6)^2=(20/3)^2+(3/2)^2

1/2・20/3・3/2=5

2・20/3・3/2=20

  (41/6)^2+20=(20/3+3/2)^2=(49/6)^2

  (41/6)^2-20=(20/3-3/2)^2=(31/6)^2

  (41/12)^2+5=(49/12)^2

  (41/12)^2-5=(31/12)^2

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5^2=3^2+4^2

1/2・3・4=6

5^2+24=(3+4)^2

5^2-24=(3-4)^2

(5/2)^2+6=(7/2)^2

(5/2)^2-6=(1/2)^2

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13^2=5^2+12^2

1/2・5・12=30

13^2+120=(5+12)^2

13^2-120=(5-12)^2

(13/2)^2+30=(17/2)^2

(13/2)^2-30=(7/2)^2

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面積と周長の等しいピタゴラス三角形が2つある

(5,12,13) 面積と周長は30

(6,8,10) 面積と周長は24

10^2=6^2+8^2

1/2・6・8=24

10^2+96=(6+8)^2

10^2-96=(6-8)^2

(5)^2+24=(7)^2

(5)^2-24=(1)^2

(3,4,5) の面積は周長の半分の6

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