下図の直角三角形において、3辺の長さ a、b、c がすべて整数のとき、内接円の半径 r
も整数となる。
実際に、 c=a−r+b−r より、 r=(a+b−c)/2
ここで、 a2+b2=c2 において、起こりうる場合の組(a,b,c)は、
(偶数,偶数,偶数)、(偶数,奇数,奇数)、(奇数,偶数,奇数)、(奇数,奇数,偶数)
であるが、何れにしても a+b−c は偶数となり、 r=(a+b−c)/2 は整数となる。
さらに、 a2+b2=c2=(a+b−2r)2 より、 ab−2r(a+b)+2r2=0 なので、
(a−2r)(b−2r)=2r2 より、起こりえる場合は、
(a−2r,b−2r)=(1,2r2)、(2,r2)、(r,2r)、・・・ など。
(a,b)=(2r+1,2r2+2r)、(2r+2,r2+2r)、(3r,4r)、・・・
より、内接円の半径が r のときの直角を挟む2辺の長さが得られる。
よおすけさんからのコメントです。(平成27年7月29日付け)
a=3、b=4、c=5のとき、r=1となるから、逆に、(a,b)=(2r+1,2r2+2r)、(2r+2,r2+2r)、(3r,4r) に
r=1をそれぞれ代入すれば、(a,b)=(3,4)、(4,3)、(3,4) となり、元の(a,b)と一致の組は存在する。
ところが、a=20、b=21、c=29のとき、r=6 となるが、r=6を
(a,b)=(2r+1,2r2+2r)、(2r+2,r2+2r)、(3r,4r) にそれぞれ代入した場合、
(a,b)=(13,84)、(14,48)、(18,24)
となり、元の(a,b)と一致しない。
(コメント) r=6 なので、 (a−12)(b−12)=72 から、
(a−12,b−12)=(8,9)、・・・・ より、 (a,b)=(20,21)、・・・
DD++さんからも平成27年7月29日付けでご指摘頂いたが、rは素数とは言っていないの
で、(a−2r)(b−2r)=2r2 の解は、(2r+1,2r2+2r)、(2r+2,r2+2r)、(3r,4r)
以外にもたくさん存在する。