1.C=60°の場合
ここで,
x=z−α,y=z−βとおくと,
これを展開してzについて整理すると,
ここで,のとき,
それぞれの両辺にα+βをかけると,
(α+β)z,(α+β)x,(α+β)yをそれぞれ,z,x,yと置き直すと,
よって,β<0のときは十分大きいαに対して,z>0,x>0,y>0になる。また,β>0のときは十分小さいαに対して,z>0,x>0,y>0となる。
C=60°からzは最大辺ではあり得ない。xが最大辺であると仮定すると,α<0,β>0で,
から十分小さいαに対してを満たし,x,y,zは三角条件を満たしている。yが最大辺であると仮定すると,α>0,β<0で,
を満たし,x,y,zは三角条件を満たしている。
以上から,自然数解は無限に存在することが示された。
いくつかの解を示してみよう。
@
β=1のとき
@ α=−1とすると
z=3,x=3,y=3
これは先ほどの正三角形(x,y,z)=(1,1,1)と同じ解である。
A α=−2とすると
z=7,x=5,y=8
よって,(x,y,z)=(5,8,7)
B α=−3とすると,
z=13,x=7,y=15
よって,(x,y,z)=(7,15,13)
C α=−4とすると,
z=21,x=9,y=24
よって,(x,y,z)=(3,8,7)
D α=−5とすると,
z=31,x=11,y=35
よって,(x,y,z)=(11,35,31)
E α=−6とすると,
z=43,x=13,y=48
よって,(x,y,z)=(13,48,43)
A
β=2のとき
@ α=−1とすると,
z=7,x=8,y=5
よって,(x,y,z)=(8,5,7)
A α=−2とすると,
z=12,x=12,y=12
よって,(x,y,z)=(1,1,1)
B α=−3とすると,
z=19,x=16,y=21
よって,(x,y,z)=(16,21,19)
C α=−4とすると,
z=28,x=20,y=32
よって,(x,y,z)=(5,8,7)
D α=−5とすると,
z=39,x=24,y=45
よって,(x,y,z)=(8,15,13)
E α=−6とすると,
z=52,x=28,y=60
よって,(x,y,z)=(7,15,13)
@
とAは重複があるが,明らかに違う無限系列を作り出している。βの値によって無限系列が異なるので,無限系列は無限種類存在することになる。
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