Tuesday, November 26, 2019
Beyond PythagorasÃÂ Essays
Beyond Pythagorasà   Essays   Beyond Pythagorasà   Essay  Beyond Pythagorasà   Essay          I have been asked to investigate Pythagorean triplets where the shortest side is an odd number and all the three sides are positive integers. A pythagorean triple is a set of integers (a,b,c) that specifies the lengths of a right angle triangle aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ in which a is the shortest side b is the middle side and c is the hypotenuse.  The first set of triples (3,4,5) which has already been proved to satisfy Pythagorass theory.  I have also been given two other pythagorean triples (5,12,13) and (7,24,25) I will now prove these to satisfy Pythagorass theory  aà ¯Ã ¿Ã ½ = 5à ¯Ã ¿Ã ½ =25        bà ¯Ã ¿Ã ½ = 12à ¯Ã ¿Ã ½ =144  cà ¯Ã ¿Ã ½ = 13à ¯Ã ¿Ã ½ =169  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ =25+144 =169  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ so Pythagorass theory holds for (5,12,13) because they satisfy the condition of aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ in a right angled triangle.  aà ¯Ã ¿Ã ½ = 7à ¯Ã ¿Ã ½ =49  bà ¯Ã ¿Ã ½ = 24à ¯Ã ¿Ã ½ =576  cà ¯Ã ¿Ã ½ = 25à ¯Ã ¿Ã ½ =625  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ =49+576 =625  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ so Pythagorass theory holds for (7,24,25) because they satisfy the condition of aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ in a right angled triangle.  I am now going to put my results in to a table so that I can predict more values:  a  b  c  3  4  5  5  12  13  7  24  25  I will now predict the next two values in the table so I can work out a general formula for this pythagorean family.  By using the differencing method I can see that a has a difference of 2 between each pythagorean triplet I predict the next two a values to be 9 and 11  From the table I can also see that there is a quadratic sequence for the b value so I predict the next two values to be 40 and 60  Also from my table, I can see the c value is b+1 so my two next predictions Im going to prove are:  a  b  c  9  40  41  11  60  61  aà ¯Ã ¿Ã ½ = 9à ¯Ã ¿Ã ½ =81  bà ¯Ã ¿Ã ½ = 40à ¯Ã ¿Ã ½ =1600  cà ¯Ã ¿Ã ½ = 41à ¯Ã ¿Ã ½ =1681  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ =81+1600 =1681  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ so Pythagorass theory holds for (9,40,41) because they satisfy the condition of aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ in a right angled triangle.  aà ¯Ã ¿Ã ½ = 11à ¯Ã ¿Ã ½ =121  bà ¯Ã ¿Ã ½ = 60à ¯Ã ¿Ã ½ =3600  cà ¯Ã ¿Ã ½ = 61à ¯Ã ¿Ã ½ =3721  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ =121+3600 =3721  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ so Pythagorass theory holds for (11,60,61) because they satisfy the condition of aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ in a right angled triangle.  My table now looks like this:  a  b  c  3  4  5  5  12  13  7  24  25  9  40  41  11  60  61  When looking at the table I found a pattern so I am going to prove if it will work.  3à ¯Ã ¿Ã ½ =9 -4-5 (3,4,5)  5à ¯Ã ¿Ã ½ =25 -12-13 (5,12,13)  7à ¯Ã ¿Ã ½ =49 -24-25 (7,24,25)  9à ¯Ã ¿Ã ½ =81 -40-41 (9,40,41)  11à ¯Ã ¿Ã ½ =121 -60-61 (11,60,61)  aà ¯Ã ¿Ã ½ = b+c  aà ¯Ã ¿Ã ½ = b+b+1  aà ¯Ã ¿Ã ½ + 2b+1  Now to prove if it will work for Pythagoras  aà ¯Ã ¿Ã ½ aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ = (b+1) à ¯Ã ¿Ã ½  bà ¯Ã ¿Ã ½ aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ = bà ¯Ã ¿Ã ½=2b+1  b+1à ¯Ã ¿Ã ½ aà ¯Ã ¿Ã ½ = 2b + 1  aà ¯Ã ¿Ã ½-1=b  2  Pythagoras theory is satisfied  So now with 5 triplets that I have proved I will now find a general formula to find other pythagorean triplets in this family.  By looking at the table its obvious that the formulae for a is a=2n+1  Im now going to find the general formulae for the b and c value.  (b+1) à ¯Ã ¿Ã ½ = (2n+1)à ¯Ã ¿Ã ½ + b  bà ¯Ã ¿Ã ½+2b+1 = 4nà ¯Ã ¿Ã ½+4n+1+bà ¯Ã ¿Ã ½  bà ¯Ã ¿Ã ½+2b-bà ¯Ã ¿Ã ½ = 4nà ¯Ã ¿Ã ½+4n+1-1  2b = 4nà ¯Ã ¿Ã ½+4n  b = 2nà ¯Ã ¿Ã ½+2n  c = 2nà ¯Ã ¿Ã ½+2n+1  I now have the formulae:  a =2n+1  b = 2nà ¯Ã ¿Ã ½+2n  c = 2nà ¯Ã ¿Ã ½+2n+1  I am now going to prove that these formulae work  aà ¯Ã ¿Ã ½ = (2n+1)à ¯Ã ¿Ã ½ )  bà ¯Ã ¿Ã ½ = (2nà ¯Ã ¿Ã ½+2n)à ¯Ã ¿Ã ½ )  cà ¯Ã ¿Ã ½ = (2nà ¯Ã ¿Ã ½+2n+1)à ¯Ã ¿Ã ½ =  aà ¯Ã ¿Ã ½ = (2n+1) (2n+1)  4nà ¯Ã ¿Ã ½+2n+2n+1  4nà ¯Ã ¿Ã ½+4n+1  bà ¯Ã ¿Ã ½ = (2nà ¯Ã ¿Ã ½+2n) (2nà ¯Ã ¿Ã ½+2n)  4n +4nà ¯Ã ¿Ã ½+4nà ¯Ã ¿Ã ½+4nà ¯Ã ¿Ã ½  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ = 4n + 8nà ¯Ã ¿Ã ½+8nà ¯Ã ¿Ã ½+2n+1  cà ¯Ã ¿Ã ½ = (2nà ¯Ã ¿Ã ½+2n+1) (2nà ¯Ã ¿Ã ½+2n+1)  4n + 4nà ¯Ã ¿Ã ½+2nà ¯Ã ¿Ã ½+ 4nà ¯Ã ¿Ã ½+4nà ¯Ã ¿Ã ½+2n+2nà ¯Ã ¿Ã ½+2n+1  4n + 8nà ¯Ã ¿Ã ½+8nà ¯Ã ¿Ã ½+2n+1  I will give an example of how to use the formulae for the 10th as the nth term:  a =2n+1 =21  b = 2nà ¯Ã ¿Ã ½+2n = 220  c = 2nà ¯Ã ¿Ã ½+2n+1 = 221  the 10th pythagorean triple in this pythagorean family is (21,220,221)  I am now going to investigate the 2nd pythagorean family. I will get this by doubling the values of the first family.  (3,4,5) = (6,8,10)  (5,12,13) = (10,24,26)  (7,24,25) = (14,48,50)  (9,40,41) = (18,80,82)  (11,60,61) = (22,120,122)  Using the internet for research I found out that there are in-between values so these are the pythagorean triples I have for this family now:  (6,8,10)  (8,15,17)  (10,24,26)  (12,35,37)  (14,48,50)  (16,63,65)  (18,80,82)  (20,99,101)  (22,120,122)  I will now prove that Pythagoras theorem holds for some of these pythagorean triplets.  aà ¯Ã ¿Ã ½ = 6à ¯Ã ¿Ã ½ =36  bà ¯Ã ¿Ã ½ = 8à ¯Ã ¿Ã ½ =64  cà ¯Ã ¿Ã ½ = 10à ¯Ã ¿Ã ½ =100  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ =36+64 =100  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ so Pythagorass theory holds for (6,8,10) because they satisfy the condition of aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ in a right angled triangle.  aà ¯Ã ¿Ã ½ = 8à ¯Ã ¿Ã ½ =64  bà ¯Ã ¿Ã ½ = 15à ¯Ã ¿Ã ½ =225  cà ¯Ã ¿Ã ½ = 17à ¯Ã ¿Ã ½ =289  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ =64+225 =289  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ so Pythagorass theory holds for (8,15,17) because they satisfy the condition of aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ in a right angled triangle.  aà ¯Ã ¿Ã ½ = 10à ¯Ã ¿Ã ½ =100  bà ¯Ã ¿Ã ½ = 24à ¯Ã ¿Ã ½ =576  cà ¯Ã ¿Ã ½ = 26à ¯Ã ¿Ã ½ =676  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ =100+576 =676  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ so Pythagorass theory holds for (10,24,26) because they satisfy the condition of aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ in a right angled triangle.  I am now going to find a general formula for the 2nd pythagorean family that I will name the b+2 family.  From the values I have I know a = 2n+4 by using the differencing method  I will now work out the b and c values.  (b+2) à ¯Ã ¿Ã ½ = (2n+4)à ¯Ã ¿Ã ½ + b  bà ¯Ã ¿Ã ½+4b+1 = 4nà ¯Ã ¿Ã ½+16n+16+bà ¯Ã ¿Ã ½  bà ¯Ã ¿Ã ½+4b-bà ¯Ã ¿Ã ½ = 4nà ¯Ã ¿Ã ½+16n+16-4  4b = 4nà ¯Ã ¿Ã ½+16n+12  b = nà ¯Ã ¿Ã ½+4n+3  c = nà ¯Ã ¿Ã ½+4n+5  I now have the formulae:  a =2n+4  b = nà ¯Ã ¿Ã ½+4n+3  c = nà ¯Ã ¿Ã ½+4n+5  I am now going to prove that these formulae work  aà ¯Ã ¿Ã ½ = (2n+4)à ¯Ã ¿Ã ½ )  bà ¯Ã ¿Ã ½ = (nà ¯Ã ¿Ã ½+4n+3)à ¯Ã ¿Ã ½ )  cà ¯Ã ¿Ã ½ = (nà ¯Ã ¿Ã ½+4n+5)à ¯Ã ¿Ã ½ =  aà ¯Ã ¿Ã ½ = (2n+4) (2n+4)  4nà ¯Ã ¿Ã ½+8n+8n+16  4nà ¯Ã ¿Ã ½+16n+16  bà ¯Ã ¿Ã ½ = (nà ¯Ã ¿Ã ½+4n+3) (nà ¯Ã ¿Ã ½+4n+3)  n +4nà ¯Ã ¿Ã ½+3nà ¯Ã ¿Ã ½+4nà ¯Ã ¿Ã ½+16nà ¯Ã ¿Ã ½+4n+12n+3nà ¯Ã ¿Ã ½+12n+9  n +8nà ¯Ã ¿Ã ½+22nà ¯Ã ¿Ã ½+24n+9  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ = n + 8nà ¯Ã ¿Ã ½+26nà ¯Ã ¿Ã ½+40n+25  cà ¯Ã ¿Ã ½ = (nà ¯Ã ¿Ã ½+4n+5) (nà ¯Ã ¿Ã ½+4n+5)  n + 4nà ¯Ã ¿Ã ½+5nà ¯Ã ¿Ã ½+ 4nà ¯Ã ¿Ã ½+16nà ¯Ã ¿Ã ½+20n+5nà ¯Ã ¿Ã ½+20n+25  n + 8nà ¯Ã ¿Ã ½+26nà ¯Ã ¿Ã ½+40n+25  I will give an example of how to use the formulae for the 10th as the nth term:  a =2n+4 =24  b = nà ¯Ã ¿Ã ½+4n+3= 143  c = nà ¯Ã ¿Ã ½+4n+5= 145  the 10th pythagorean triple in this pythagorean family is (21,220,221)  I am now going to investigate the 3rd pythagorean family. I will get this by tripling the values of the first family.  (3,4,5) = (9,12,15)  (5,12,13) = (15,36,39)  (7,24,25) = (21,72,75)  (9,40,41) = (27,120,123)  (11,60,61) = (33,180,183)  I will now prove that Pythagoras theorem holds for these pythagorean triplets.  aà ¯Ã ¿Ã ½ = 9à ¯Ã ¿Ã ½ =81  bà ¯Ã ¿Ã ½ = 12à ¯Ã ¿Ã ½ =144  cà ¯Ã ¿Ã ½ = 15à ¯Ã ¿Ã ½ =100  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ =81+144 =225  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ so Pythagorass theory holds for (9,12,15) because they satisfy the condition of aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ in a right angled triangle.  aà ¯Ã ¿Ã ½ = 15à ¯Ã ¿Ã ½ =225  bà ¯Ã ¿Ã ½ = 36à ¯Ã ¿Ã ½ =1296  cà ¯Ã ¿Ã ½ = 39à ¯Ã ¿Ã ½ =1521  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ =225+1296 =1521  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ so Pythagorass theory holds for (15,36,39) because they satisfy the condition of aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ in a right angled triangle.  aà ¯Ã ¿Ã ½ = 21à ¯Ã ¿Ã ½ =441  bà ¯Ã ¿Ã ½ = 72à ¯Ã ¿Ã ½ =5184  cà ¯Ã ¿Ã ½ = 35à ¯Ã ¿Ã ½ =5625  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ =441+5184 =5625  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ so Pythagorass theory holds for (21,72,35) because they satisfy the condition of aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ in a right angled triangle.  aà ¯Ã ¿Ã ½ = 27à ¯Ã ¿Ã ½ =729  bà ¯Ã ¿Ã ½ = 120à ¯Ã ¿Ã ½ =14,400  cà ¯Ã ¿Ã ½ = 123à ¯Ã ¿Ã ½ =15,129  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ =729+14,400 =15,129  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ so Pythagorass theory holds for (27,120,123) because they satisfy the condition of aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ in a right angled triangle.  aà ¯Ã ¿Ã ½ = 33à ¯Ã ¿Ã ½ =1089  bà ¯Ã ¿Ã ½ = 180à ¯Ã ¿Ã ½ =32,400  cà ¯Ã ¿Ã ½ = 183à ¯Ã ¿Ã ½ =33,489  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ =441+5184 =5625  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ so Pythagorass theory holds for (33,180,183) because they satisfy the condition of aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½=cà ¯Ã ¿Ã ½ in a right angled triangle.  I am now going to find a general formula for the 3rd pythagorean family that I will name the b+3 family.  From the values I have I have used the differencing method to find out that a = 6n+3 I will now work out the b and c values.  (b+3) à ¯Ã ¿Ã ½ = (6n+3)à ¯Ã ¿Ã ½ + b  bà ¯Ã ¿Ã ½+6b+1 = 36nà ¯Ã ¿Ã ½+36n+9+bà ¯Ã ¿Ã ½  bà ¯Ã ¿Ã ½+6b-bà ¯Ã ¿Ã ½ = 36nà ¯Ã ¿Ã ½+36n+9-9  6b = 36nà ¯Ã ¿Ã ½+36n  b = 6nà ¯Ã ¿Ã ½+6n  c = 6nà ¯Ã ¿Ã ½+6n+3  I now have the formulae:  a = 6n+3  b = 6nà ¯Ã ¿Ã ½+6n  c = 6nà ¯Ã ¿Ã ½+6n+3  I am now going to prove that these formulae work:  aà ¯Ã ¿Ã ½ = (6n+3)à ¯Ã ¿Ã ½ )  bà ¯Ã ¿Ã ½ = (6nà ¯Ã ¿Ã ½+6n)à ¯Ã ¿Ã ½ )  cà ¯Ã ¿Ã ½ = (6nà ¯Ã ¿Ã ½+6n+3)à ¯Ã ¿Ã ½ =  aà ¯Ã ¿Ã ½ = (6n+3) (6n+3)  36nà ¯Ã ¿Ã ½+18n+18n+9  36nà ¯Ã ¿Ã ½+36n+9  bà ¯Ã ¿Ã ½ = (6nà ¯Ã ¿Ã ½+6n) (6nà ¯Ã ¿Ã ½+6n)  36n +36nà ¯Ã ¿Ã ½+36nà ¯Ã ¿Ã ½+36nà ¯Ã ¿Ã ½  36n +72nà ¯Ã ¿Ã ½+36nà ¯Ã ¿Ã ½  aà ¯Ã ¿Ã ½+bà ¯Ã ¿Ã ½ = 36n +72nà ¯Ã ¿Ã ½+72nà ¯Ã ¿Ã ½+36n+9  cà ¯Ã ¿Ã ½ = (6nà ¯Ã ¿Ã ½+6n+3) (6nà ¯Ã ¿Ã ½+6n+3)  36n + 36nà ¯Ã ¿Ã ½+18nà ¯Ã ¿Ã ½+36nà ¯Ã ¿Ã ½+36nà ¯Ã ¿Ã ½+18n+18nà ¯Ã ¿Ã ½+18n+9  36n + 72nà ¯Ã ¿Ã ½+82nà ¯Ã ¿Ã ½+36n+9  I will give an example of how to use the formulae for the 10th as the nth term:  a = 6n+3 =63  b = 6nà ¯Ã ¿Ã ½+6n = 3660  c = 6nà ¯Ã ¿Ã ½+6n+3= 3663  the 10th pythagorean triple in this pythagorean family is (21,220,221)    
Subscribe to:
Post Comments (Atom)
 
 
No comments:
Post a Comment
Note: Only a member of this blog may post a comment.