明るい夜のまばたき

数が降る街

数学で考えたことを書いています

平方和 その2

a,b,c,dを自然数とします。

a^2+b^2+c^2=d^2となっているとき

(a+d)^2+(b+d)^2+(c+d)^2=(a+b+c+d)^2+(a-b)^2+(a-c)^2+(b-c)^2

となっています。

証明はこれです↓

両辺を展開して、

(左辺)=a^2+2ad+d^2+b^2+2bd+d^2+c^2+2cd+d^2

(右辺)=a^2+b^2+c^2+d^2+2ab+2ac+2ad+2bc+2bd+2cd+a^2-2ab+b^2+a^2-2ac+c^2+b^2-2bc+c^2

 

となり、これをa^2+b^2+c^2=d^2も踏まえて整理すると

(左辺)=4d^2+2d(a+b+c)

(右辺)=4d^2+2d(a+b+c)

となり、確かめられました。

 

 これを一般化して、

a[1]^2+a[2]^2+……+a[n]^2=b^2 (nは2以上の自然数)

となっているとき、

(a[1]+b)^2+(a[2]+b)^2+……+(a[n]+b)^2

=(a[1]+a[2]+……+a[n]+b)^2+(a[1]-a[2])^2+(a[1]-a[3])^2+……+(a[n-1]-a[n])^2

となっている、と予想しました。

 

また、a^2+b^2+c^2=d^2となっているとき、

(a+b)^2+(a+c)^2+(a+d)^2+(b+c)^2+(b+d)^2+(c+d)^2=(a+b+c+d)^2+4d^2

となっています。(証明は展開していけばできます)

これも一般の場合に拡張できるんだったらいいなー

 

お読みいただきありがとうございました!