Teorema lui Pitagora: a 2 + b 2 = c 2
Animație ce demonstrează cel mai simplu caz de triplet pitagoreic: 32 + 42 = 52 .
Un triplet pitagoreic este format din trei numere naturale nenule a , b și c , cu proprietatea că a 2 + b 2 = c 2 . Acest triplet este de obicei notat (a , b , c ) , iar printre exemplele cele mai întâlnite se numără tripletul (3, 4, 5) . [ 1] Dacă (a , b , c ) este un triplet pitagoreic, atunci (ka , kb , kc ) este tot un triplet pitagoreic pentru oricare număr întreg pozitiv k . Un triplet pitagoreic primitiv este un triplet format din a , b și c astfel încât numerele să fie prime între ele .
Numele este derivat din denumirea teoremei lui Pitagora ; astfel, tripletele pitagoreice descriu trei laturi de lungime numere naturale ale unui triunghi dreptunghic .
Forma generală a unui triplet pitagoreic este dată de relațiile:
a
=
m
2
− − -->
n
2
,
b
=
2
m
n
,
c
=
m
2
+
n
2
{\displaystyle a=m^{2}-n^{2},\quad b=2mn,\quad c=m^{2}+n^{2}}
unde
m
,
n
{\displaystyle m,n}
sunt numere prime între ele și
m
>
n
.
{\displaystyle m>n.}
Acest rezultat se poate folosi și pentru rezolvarea unor ecuații diofantice.
Exemplu
Ecuația pitagoreică „negativă”:
x
− − -->
2
+
y
− − -->
2
=
z
− − -->
2
{\displaystyle x^{-2}+y^{-2}=z^{-2}}
.
Se prelucrează ecuația
1
x
2
+
1
y
2
=
1
z
2
{\displaystyle {\frac {1}{x^{2}}}+{\frac {1}{y^{2}}}={\frac {1}{z^{2}}}}
x
2
+
y
2
x
2
y
2
=
1
z
2
,
{\displaystyle {\frac {x^{2}+y^{2}}{x^{2}y^{2}}}={\frac {1}{z^{2}}},}
x
2
+
y
2
=
(
x
y
z
)
2
.
{\displaystyle x^{2}+y^{2}=({\frac {xy}{z}})^{2}.}
Dacă
(
x
,
y
,
z
)
{\displaystyle (x,y,z)}
este soluție a ecuației, atunci
z
|
x
y
{\displaystyle z|xy}
și
x
2
+
y
2
{\displaystyle x^{2}+y^{2}}
este pătrat perfect .
Notând m
x
2
+
y
2
=
t
2
,
t
∈ ∈ -->
N
∗ ∗ -->
{\displaystyle x^{2}+y^{2}=t^{2},\quad t\in \mathbb {N} ^{*}}
rămâne de rezolvat ecuația
t
=
x
y
z
{\displaystyle t={\frac {xy}{z}}}
Fie
d
=
(
x
,
y
,
t
)
{\displaystyle d=(x,y,t)}
de unde rezultă
x
=
a
d
,
y
=
b
d
,
t
=
c
d
,
{\displaystyle x=ad,\quad y=bd,\quad t=cd,}
unde
a
,
b
,
c
∈ ∈ -->
Z
+
{\displaystyle a,b,c\in \mathbb {Z} _{+}}
cu
(
a
,
b
,
c
)
=
1
{\displaystyle (a,b,c)=1}
.
Ecuația va fi echivalentă cu
z
=
a
b
d
c
{\displaystyle z={\frac {abd}{c}}}
Din notarea ecuației cu
t
{\displaystyle t}
se obține
a
2
+
b
2
=
c
2
{\displaystyle a^{2}+b^{2}=c^{2}}
Din
z
=
a
b
d
c
{\displaystyle z={\frac {abd}{c}}}
și
z
{\displaystyle z}
număr natural rezultă că
c
|
d
{\displaystyle c|d}
adică
d
=
k
c
,
k
∈ ∈ -->
N
{\displaystyle d=kc,k\in \mathbb {N} }
.
Prin urmare
x
=
a
d
=
k
a
c
,
y
=
b
d
=
k
b
c
,
t
=
c
d
=
k
c
2
,
z
=
k
a
b
{\displaystyle x=ad=kac,\quad y=bd=kbc,\quad t=cd=kc^{2},\quad z=kab}
Ecuația
a
2
+
b
2
=
c
2
{\displaystyle a^{2}+b^{2}=c^{2}}
are soluțiile
a
=
m
2
− − -->
n
2
,
b
=
2
m
n
,
c
=
m
2
+
n
2
.
{\displaystyle a=m^{2}-n^{2},\quad b=2mn,\quad c=m^{2}+n^{2}.}
Soluțiile ecuației date sunt:
x
=
k
(
m
4
− − -->
n
4
)
,
y
=
2
k
m
n
(
m
2
+
n
2
)
,
z
=
2
k
m
n
(
m
2
− − -->
n
2
)
,
{\displaystyle x=k(m^{4}-n^{4}),\quad y=2kmn(m^{2}+n^{2}),\quad z=2kmn(m^{2}-n^{2}),}
cu
k
,
m
,
n
∈ ∈ -->
Z
+
{\displaystyle k,m,n\in \mathbb {Z} _{+}}
și
m
>
n
{\displaystyle m>n}
.
[ 2]
Referințe
Legături externe