勾股數計算器
依指定上限產生直角三角形的整數邊長。
產生勾股數
輸入允許的最大斜邊,列出所有符合條件的整數邊長三角形。
關於勾股數
勾股數是滿足 a 的平方加 b 的平方等於 c 的平方的三個正整數 a、b、c。這些值可以作為直角三角形的邊長,其中 a 與 b 為直角邊,c 為斜邊。熟悉的 3, 4, 5 是最小的例子,因為 9 加 16 等於 25。本計算器搜尋所有按遞增順序排列的整數直角邊配對,保留計算所得斜邊也是整數且不超過指定上限的組合。
若三個數沒有大於一的公因數,便是本原勾股數。例如,3, 4, 5 是本原勾股數,但 6, 8, 10 不是,因為每個值都是 3, 4, 5 對應值的兩倍。非本原勾股數仍是完全有效的直角三角形,只是較小本原三角形的等比例放大。計算器會求出三邊的最大公因數,為每個結果加上標籤,方便區分基本形式及其倍數。
勾股數具有實務與歷史意義。施工人員可用 3-4-5 繩索法或測量放樣來建立直角。教師可用勾股數示範定理,不必引入小數平方根;數論則用它研究整除性與整數參數化。歐幾里得公式可由兩個整數 m 與 n 產生本原勾股數:直角邊為 m 的平方減 n 的平方,以及二乘 m 乘 n;斜邊為 m 的平方加 n 的平方。將這些值乘以正整數,即可得到相關的非本原勾股數。
最大斜邊控制的是搜尋範圍,而非結果數量。上限為 15 時,會包含 c 等於 5、10、13 與 15 的組合。每個三角形只出現一次,且較短直角邊排在前面,因此不會重複列出交換兩條直角邊的結果。範圍設有上限,讓瀏覽器計算保持流暢。若要進行更大規模的數學研究,歐幾里得公式比逐一檢查配對更有效率;但這種窮舉方式直觀明確,並保證提供所選範圍內完整且有序的清單。
勾股數範例
| 最大 c | 包含的勾股數 | 觀察 |
|---|---|---|
| 5 | 3, 4, 5 | 最小的本原勾股數 |
| 10 | 3, 4, 5 與 6, 8, 10 | 包含一組本原勾股數與一組倍數 |
| 15 | 3, 4, 5; 6, 8, 10; 5, 12, 13; 9, 12, 15 | 斜邊不超過 15 的勾股數共有四組 |
如何產生勾股數
- 選擇要納入搜尋的最大斜邊。
- 將上限輸入為 5 到 500 之間的整數。
- 選擇「產生勾股數」,檢查所有符合條件的整數直角邊配對。
- 查看每組有序勾股數及其本原或倍數標籤。
常見問題
什麼樣的三個數會構成勾股數?
較小兩數的平方和,必須恰好等於最大數的平方。最大數是對應直角三角形的斜邊長。
什麼是本原勾股數?
本原勾股數的三個邊長沒有大於一的公因數,因此不是較小勾股數的整數倍。
每個倍數組都是有效的勾股數嗎?
是的。將有效勾股數的所有邊長乘以相同正整數,等式仍然成立。新三角形的角度相同,只是尺寸更大。
為什麼 3, 4, 5 很重要?
它是最小的正整數勾股數。簡單的比例也讓它適合在實務工作中用來放樣直角。
計算器會列出重複的勾股數嗎?
不會。每個三角形只列一次,較短直角邊排在前面。交換兩條直角邊並不會形成不同的三角形。