Đề bài:
Cho tam giác vuông có ba cạnh a, b, c là số nguyên.
 |
Tìm tất cả trường hợp của tam giác vuông này thỏa mãn điều kiện diện tích bằng hai lần chu vi tam giác?
Đáp án:
Đặt a, b là hai cạnh góc vuông và c là cạnh huyền của tam giác đã cho. Vì diện tích tam giác bằng hai lần chu vi, ta có:
ab/2 = 2(a + b + c)
ab/4 = a + b + c
(ab/4 - a - b)2 = c2
Theo Pytago ta có a2 + b2 = c2.
Suy ra (ab/4 - a - b)2 = a2 + b2
a2b2/16 + a2 + b2 + 2ab - a2b/2 - ab2/2 = a2 + b2
a2b2/16 - a2b/2 - ab2/2 + 2ab = 0
ab(ab/16 - a/2 - b/2 + 2) = 0
Vì ab ≠ 0 nên ta có ab - 8a - 8b + 32 = 0.
Hay ab - 8a - 8b + 64 - 32 = 0
a (b - 8) - 8(b - 8) = 32
(a - 8)(b - 8) = 32 = 1 x 32 = 8 x 4 = 2 x 16.
Các cặp (a - 8; b - 8) tương ứng là (1; 32), (8; 4), (2; 16).
Suy ra các cặp (a; b) tương ứng là (9; 40), (16; 12) và (10; 24). Từ đó suy ra c tương ứng trong các trường hợp lần lượt là 41; 20 và 26.
Vậy, các trường hợp của tam giác vuông có cạnh (a; b; c) thỏa mãn đề bài là
(9; 40; 41); (16; 12; 20) và (10; 24; 26).