所謂“海倫三角形”是這樣一類三角形:其三邊的邊長及面積的數(shù)值都是正整數(shù)。而如果海倫三角形△ABC對應(yīng)的三邊分別為a,b,c則a,b,c稱為一組“海倫三角數(shù)”,我們簡稱之為“海倫數(shù)”。為方便計,在以下的討論中我們總是假定三角形△ABC的最大角是角C。
為了便于論述,我們把三條邊的邊長及面積均為有理數(shù)的三角形稱為“準(zhǔn)海倫三角形”,相應(yīng)的邊長為a,b,c稱為“準(zhǔn)海倫三角數(shù)”,簡稱為“準(zhǔn)海倫數(shù)”。相似地,如果一個直角三角形的三邊均為有理數(shù),則稱這個三角形為“準(zhǔn)勾股三角形”,稱這組數(shù)為“準(zhǔn)勾股數(shù)”。根據(jù)勾股數(shù)所滿足的公式(不熟悉這方面內(nèi)容的讀者可參考相關(guān)資料,例如本刊2015年第10期),我們不難得到如下結(jié)論:
結(jié)論1 任意一組勾股數(shù)都是一組海倫數(shù),任意一組準(zhǔn)勾股數(shù)都是一組準(zhǔn)海倫數(shù)。
另一方面,如果海倫三角形A對應(yīng)的三邊分別為a,b,c從角C作AB的垂線CD,則由于邊長與海倫三角形的面積都是正整數(shù),因此這條垂線CD的長度h是有理數(shù)。同時,由余弦定理知cosA是有理數(shù),所以線段AD也是有理數(shù),故垂線CD將底邊c分成兩個有理數(shù)。也就是說,垂線CD把△ABC分割成兩個直角三角△ACD和△BCD,它們的邊長是兩組有理數(shù)。因此有:
結(jié)論2 任何海倫三角形都由兩個準(zhǔn)勾股三角形拼接而成。
下面我們來研究海倫數(shù)的構(gòu)造。設(shè)△ABC對應(yīng)三邊分別為a,b,c,s為△ABC的半周長,r為其內(nèi)切圓半徑,S為面積。其中a,b,c及S都是正整數(shù)。endprint