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第1题

证明恰好存在一个三角形,其三边长为三个连续整数,且其中一个内角恰好是另一个内角的两倍。
第 5/6 步:b 为最小值时,三角形必为 (4,5,6)
通俗地说

这正是真正产生三角形的情形:通过只有三个候选值的约数列表来确定 bb,再手动排除其中两个,是在无穷多组整数三元组中搜索的一种非常高效的方法。

b=4, (a,c)=(6,5)  ⟹  (a,b,c)=(6,4,5)b=4,\ (a,c)=(6,5) \;\Longrightarrow\; (a,b,c)=(6,4,5)
详细分析

设 bb 是三个连续整数中最小的,即 {a,c}={b+1,b+2}\{a,c\}=\{b+1,b+2\} 按某种顺序排列。若较大的相邻数 b+2b+2 充当 aa,则 b∣a2cb\mid a^2c 变为 b∣(b+2)2b\mid(b+2)^2,又因 b∣(b+2)2−b2−4b=4b\mid(b+2)^2-b^2-4b=4,故 b∈{1,2,4}b\in\{1,2,4\};直接检验 b=1b=1(退化)与 b=2b=2(此时 a,c=3,4a,c=3,4,不满足恒等式),只剩 b=4b=4 成立,此时 a2c=b(a2+c2−b2)=180a^2c=b(a^2+c^2-b^2)=180,从而 a=6a=6、c=5c=5:即边长为 4,5,64,5,6 的三角形。若改由 b+2b+2 充当 cc,同样的论证 b∣b+2b\mid b+2 迫使 b∈{1,2}b\in\{1,2\},这两种情形均已被排除,故此子情形不产生新的解。