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【趣味數(shù)學(xué)題】勾股容圓(二)

2021-10-10 20:43 作者:AoiSTZ23  | 我要投稿

鄭濤(Tao Steven Zheng)著

【問題】

我在 2015 年創(chuàng)造了這道勾股數(shù)(Pythagorean triples)問題:

有多少不同邊長(zhǎng)為正整數(shù)(positive integers)的直角三角形外接半徑為10的圓?列出所有三角形。


【題解】

首先,我們用內(nèi)圓的半徑與直角三角形的三條邊長(zhǎng)的公式 r%20%3D%5Cfrac%7Ba%2Bb-c%7D%7B2%7D%20,其中 r 為圓的半徑, a%E3%80%81b%20 為勾、股(直角三角形的兩個(gè)為直角邊), c 為弦(直角三角形的斜邊).


10%20%3D%20%5Cfrac%7Ba%2Bb-c%7D%7B2%7D

20%20%3D%20a%2Bb-c%20

由于 c%20%3D%20%5Csqrt%7Ba%5E2%20%2B%20b%5E2%7D%20,得

%2020%20%3D%20a%20%2B%20b%20-%20%5Csqrt%7Ba%5E2%20%2B%20b%5E2%7D%20

所以,
a%20%2B%20b%20-%2020%20%3D%20%5Csqrt%7Ba%5E2%20%2B%20b%5E2%7D

(a%20%2B%20b)%20-%2020%20%3D%20%5Csqrt%7B(a%2Bb)%5E2%20-%202ab%7D

%20%7B(a%20%2B%20b)%7D%5E%7B2%7D%20-%2040(a%2Bb)%20%2B%20400%20%3D%20(a%2Bb)%5E2%20-%202ab%20

400%20%3D%2040(a%2Bb)%20-%202ab%20

200%20%3D%2020(a%2Bb)%20-%20ab

20a%20-%20ab%20%3D%20200%20-%2020b

a(20%20-%20b)%20%3D%20200%20-%2020b%20

a%20%3D%20%5Cfrac%7B200%20-%2020b%7D%7B20%20-%20b%7D%20

施加條件 a%20%3E%20b%20,所以我們只需要檢查 21%20%5Cle%20b%20%5Cle%2034 的整數(shù)。

只有正整數(shù)集解 a%2Cb%20 等于 (220%2C21)%2C%20(120%2C22)%2C%20(70%2C24)%2C%20(60%2C25)%2C%20(45%2C28)%2C%20(40%2C30)%20滿足以上條件。

因此,有6個(gè)不同的直角三角形:

%20(220%2C21%2C221)

%20(120%2C22%2C122)%20

(70%2C24%2C74)%20

%20(60%2C25%2C65)

(45%2C28%2C53)

%20(40%2C30%2C50)




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