Tripel positiver ganzer Zahlen a,b,ca,b,ca,b,c mit rationalem c−ac+b−−−√,c+ac−b−−−√c−ac+b,c+ac−b\ sqrt{\frac{ca}{c+b}},\sqrt{\frac{c+a}{cb}}

Bei der Arbeit an einer physikalischen Aufgabe kam mir eine bestimmte Frage in der Zahlentheorie in den Sinn:

Für positive ganze Zahlen C > B > A , dürfen C A C + B Und C + A C B sind beide rationale Quadrate?

Ich habe diese Frage im MSE-Chat gestellt ( Link ) und es wurden schnell eine Reihe kleiner Lösungen gefunden, z

( A , B , C ) = ( 2 , 13 , 14 ) , ( 11 , 13 , 14 ) , ( 9 , 23 , 27 ) , ( 16 , 56 , 65 ) .
Eine Liste anderer solcher Beispiele wurde von DHMO während dieses Gesprächs bereitgestellt.

Diese Lösungen sind außerdem primitiv , da aus ihnen durch Multiplikation weitere Lösungen generiert werden können ( A , B , C ) durch ein gemeinsames ganzzahliges Quadrat. In dieser Hinsicht ist das Problem analog zu dem, pythagoreische Tripel zu finden. In diesem Fall gibt es eine bekannte Formel zum Erzeugen eines (primitiven) pythagoreischen Tripels aus einem Paar von (teilerfremden) ganzen Zahlen.

Was ich für diese Frage wissen möchte: Gibt es eine analoge Formel, die primitive Tripel erzeugt, die die obige Bedingung erfüllen?

Frage der Woche!

Antworten (2)

Um alle Lösungen zu erhalten, hilft es, die Gleichungen mit einem Term zu schreiben, der sich zwischen Zähler und Nenner kürzt (und somit nicht quadratisch sein muss wie der Rest der Zähler und Nenner):

{ C A C + B = Q × R 2 Q × S 2 C + A C B = T × u 2 T × v 2

SageMathCell zerlegt das in separate Zähler und Nenner und gibt:

A = S 2 T u 2 ( 2 T u 2 T v 2 ) R 2 2 ( R 2 S 2 ) B = R 2 T v 2 + ( T u 2 2 T v 2 ) S 2 2 ( R 2 S 2 ) C = S 2 T u 2 R 2 T v 2 2 ( R 2 S 2 ) Q = T u 2 T v 2 R 2 S 2

Sage gibt keine Lösungen zurück, wenn er nach gerecht löst A , B , C , aber ich bin mir nicht sicher warum. Ich bin auch kein Mathematiker genug, um zu wissen, ob all das oben Genannte auch nur annähernd hilfreich ist.


Bearbeiten: Als Beispiel dafür, wo die zusätzlichen Variablen die Dinge schöner machen:

solve([q*r^2 == (14-2), q*s^2 == (14+13), t*u^2 == (14+2), t*v^2 == (14-13)], (q,s,t,v))

[ Q = 12 R 2 , S = 3 2 R , T = 16 u 2 , v = 1 4 u ]

vs Auflösen nach (r,s,u,v), was ergibt

[ R = 2 3 Q , S = 3 3 Q , u = 4 T , v = 1 T ]

Löse das System.

{ C A C + B = k T C + A C B = P S

Die Lösung kann geschrieben werden als.

C = T 2 P 2 k 2 S 2

A = T 2 P 2 + k 2 S 2 2 k 2 P 2

B = T 2 P 2 + k 2 S 2 2 T 2 S 2

Beachten Sie, dass diese Formeln unmöglich die Lösung liefern können ( A , B , C ) = ( 2 , 13 , 14 ) . Außerdem gibt es nicht unbedingt "primitive" Lösungen.
@GerryMyerson Eine andere Lösung besteht darin, durch gemeinsamen Teiler zu multiplizieren oder zu dividieren. k = 2 ; T = 3 ; P = 4 ; S = 1
C = 3 2 4 2 2 2 1 2 = 140
A = 3 2 4 2 + 2 2 1 2 2 2 2 4 2 = 20
B = 3 2 4 2 + 2 2 1 2 2 3 2 1 2 = 130
Dann dividiere durch den gemeinsamen Teiler 10 .
Ich denke, das ist DIE Antwort. Es generiert alle Antworten (wenn wir erwägen, gemeinsame Teiler zu entfernen, siehe Kommentar der einzelnen Personen). Ich glaube nicht, dass eine Verbesserung möglich ist?