Hans Walser, [20120616]

Pythagoreische Vierecke

1        Problemstellung

Genau in den Vierecken mit orthogonalen Diagonalen gilt:

Gesucht sind nichttriviale ganzzahlige Lšsungen dieser Gleichung. Triviale Lšsungen sind  (Rhombus) und  oder  (Drachenviereck).

2        Beispiel

Die Abbildung zeigt ein solches Viereck.

Viereck

Das Viereck ist durch seine vier Seiten nicht eindeutig bestimmt. Die Diagonalen sind immer orthogonal, die DiagonalenlŠngen sind offen und in der Regel nicht ganzzahlig.

Fragen:

á      Gibt es Vierecke, bei denen beide DiagonalenlŠngen ganzzahlig sind?

á      Gibt es Vierecke, bei denen alle vier Diagonalenabschnitte ganzzahlig sind?

3        Allgemein

Umformung:

Wir mźssen also ein Produkt auf zwei verschiedene Weisen in zwei Faktoren zerlegen kšnnen.

Somit Vorgehen: Sei z weder Primzahl noch Quadrat einer Primzahl, also . Dann kann z auf mindestens zwei verschiedene Arten in ein Produkt von zwei verschiedenen Faktoren zerleget werden, da wir immer auch die ăZerlegungŇ  zur Verfźgung haben. Wir kšnnen also schreiben:

Setzen:

Das ist eine Lšsung. Kontrolle:

Allenfalls kann durch einen gemeinsamen Teiler dividiert werden.

4        Beispiele

5        Pythagoreische Dreiecke

Was geschieht, wenn z eine Quadratzahl ist? Dann ist  und . Die restlichen Seiten b, c, d bilden ein pythagoreisches Dreieck mit den Katheten b und d sowie der Hypotenuse c.

Beispiel:

Wir erhalten das klassische pythagoreische Dreieck.

Weitere  Beispiele: