问题
解答题
据我国古代《周髀算经》记载,公元前1120年商高对周公说,将一根直尺折成一个直角,两端连接得一个直角三角形,如果勾是三、股是四,那么弦就等于五.后人概括为“勾三,股四,弦五”. (1)观察:3,4,5;5,12,13;7,24,25;…,发现这些勾股数的勾都是奇数,且从3起就没有间断过.计算
(2)根据(1)的规律,用n(n为奇数且n≥3)的代数式来表示所有这些勾股数的勾、股、弦,合情猜想他们之间二种相等关系并对其中一种猜想加以证明; (3)继续观察4,3,5;6,8,10;8,15,17;…,可以发现各组的第一个数都是偶数,且从4起也没有间断过.运用类似上述探索的方法,直接用m(m为偶数且m>4)的代数式来表示他们的股和弦. |
答案
(1)∵
(9-1)=4,1 2
(9+1)=5;1 2
(25-1)=12,1 2
(25+1)=13;1 2
∴7,24,25的股的算式为
(49-1)=1 2
(72-1)1 2
弦的算式为
(49+1)=1 2
(72+1);(4分)1 2
(2)当n为奇数且n≥3,勾、股、弦的代数式分别为:n,
(n2-1),1 2
(n2+1).(7分)1 2
例如关系式①:弦-股=1;关系式②:勾2+股2=弦2(9分)
证明关系式①:弦-股=
(n2+1)-1 2
(n2-1)=1 2
[(n2+1)-(n2-1)]=11 2
或证明关系式②:勾2+股2=n2+[
(n2-1)]2=1 2
n4+1 4
n2+1 2
=1 4
(n2+1)2=弦2∴猜想得证;(12分)1 4
(3)例如探索得,当m为偶数且m>4时,股、弦的代数式分别为:(
)2-1,(m 2
)2+1.(14分)m 2
另加分问题,
例如:连接两组勾股数中,上一组的勾、股与下一组的勾的和等于下一组的股.
即上一组为:n,
(n2-1),1 2
(n2+1)(n为奇数且n≥3),1 2
分别记为:A1、B1、C1,
下一组为:n+2,
[(n+2)2-1],1 2
[(n+2)2+1](n为奇数且n≥3),1 2
分别记为:A2、B2、C2,
则:A1+B1+A2=n+
(n2-1)+(n+2)=1 2
(n2+4n+3)=1 2
[(n+2)2-1]=B2.1 2
或B1+C2=B2+C1(证略)等等.