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证明勾股数必然能被3、4、5整除

来源:不详       更新时间:2011-12-21 11:22:08
 
      我想知道勾股定理的人应该都知道这个结论,即在任何一组勾股数组(a,b,c)中,一定存在一个数整除与3,4,5.也就是我们最小的一组勾股数,今天就给大家介绍一个证明方法,相对来说还是比较简单的,不用分类讨论。
      首先我们需要了解关于勾股数的一个有趣性质:对于基本数组(a,b,c),也就是a,b,c之间没有除了1以外的公因数的数组,其中任何两个数都是互素的,即(a,b)=(b,c)=(a,c)=(a,b,c)=1.这个结论我想大家都应该能想通吧,一旦a和b有公因数k,那么其平方和必然k2,导致c也有因数k。
      很显然,我们只讨论基本数组(a,b,c)即可,也就是三个数之间没有公约数的数组。我们知道勾股数组的表达式:m2-n2,2mn,m2+n2.现在我们对其中的三个数相乘:
      abc=(m2-n2)(2mn)(m2+n2)
           =2mn(m4-n4)
           =2mn[(m4-1)-(n4-1)]
           =2mn(m4-1)-2mn(n4-1)
           =2m(n-2)(n-1)n(n+1)(n+2)+2n(m-2)(m-1)m(m+1)(m+2)-10m(n-1)n(n+1)-10n(m-1)m(m+1)
      由于连续三个自然数相乘能被3!=6整除,连续五个自然数能被5!=60整除,上式中右边的每一项都能被60整除,最终abc就能被60整除,即60|(abc),由于a,b,c两两互素,所以最终我们就得出结论:
      在勾股数组(a,b,c)中,必然有一个数能够被3整除,一个数能被4整除,一个数能被5整除。
      在上面的证明中,我们用了一个很重要的结论:连续n个自然数相乘能被n!整除。这是一个非常重要的结论,至于为何这个结论成立,你可以参考组合数,如果你能想通组合数是个整数,你就能想通这个问题。
      文章来源:学夫子数学博客

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