Terna pitagórica

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Triángulo rectángulo con sus tres lados y ángulos nombrados. El triángulo rectángulo cuyas longitudes de sus tres lados sean números enteros positivos, éstos forman una terna pitagórica, y evidentemente a² + b² = c².

Una terna pitagórica consiste en una tupla de tres enteros positivos a, b, c que cumplen que a² + b² = c². El nombre deriva del teorema de Pitágoras, el cual plantea que en cualquier triángulo rectángulo, se cumple que x² + y² = z² (siendo x e y las longitudes enteras de sus catetos y z la de la hipotenusa). En sentido contrario también se cumple, o sea, cualquier terna pitagórica se puede asociar con las longitudes de dos catetos y una hipotenusa, formando un triángulo rectángulo.

Las ternas pitagóricas suelen representarse como (a,b,c). Las ternas cuyos tres números son coprimos reciben el nombre de ternas pitagóricas primitivas. Las 16 primeras ternas pitagóricas primitivas, con c ≤ 100 son:

( 3 , 4 , 5 ) ( 5, 12, 13) ( 7, 24, 25) ( 8, 15, 17)
( 9, 40, 41) (11, 60, 61) (12, 35, 37) (13, 84, 85)
(16, 63, 65) (20, 21, 29) (28, 45, 53) (33, 56, 65)
(36, 77, 85) (39, 80, 89) (48, 55, 73) (65, 72, 97)


Generación y características[editar]

Distribución de ternas pitagóricas sobre \textstyle \mathbb{R}_{+}^2. Los puntos rojos representan aquellas ternas que son primitivas. Los puntos azules son ternas proporcionales a una terna primitiva.

Las ternas pitagóricas pueden clasificarse de dos maneras, primitivas o no primitivas. Una terna pitagórica primitiva es aquella en la que el máximo común divisor de a, b y c es 1. Si (a, b, c) es una terna pitagórica primitiva, se pueden construir infinitas ternas pitagóricas no primitivas (da, db, dc), donde d es un entero positivo. Los triángulos que se construyen con una terna pitagórica no primitiva son siempre proporcionales a otro triángulo cuyos lados forman una terna pitagórica primitiva.

Si m > n son enteros positivos, entonces:

a = m² − n²,
b = 2mn,
c = m² + n²

es una terna pitagórica. Es primitiva si y sólo si m y n son coprimos y solamente uno de ellos es par (si ambos n y m son impares, entonces a, b y c serán pares, y la terna no será una terna pitagórica primitiva). No todas las ternas pitagóricas pueden ser generadas con las expresiones anteriores, pero todas las ternas primitivas surgen de este modo de un único par de números coprimos m > n. Así pues, existe un número infinito de ternas pitagóricas primitivas.

Si representamos en un plano los puntos que cumplen las condiciones para ser una terna pitagórica, obtenemos el siguiente patrón de puntos (véase imagen de la derecha). Los puntos rojos representan las ternas primitivas y los puntos azules aquellas ternas que no lo son. Como se observa la imagen tiene un eje de simetría debido a que es posible intercambiar a por b y viceversa y obtendremos de nuevo otra terna pictagórica.

Es interesante hacer notar que existe más de una terna primitiva con el mismo número entero menor. El primer ejemplo de esto es el 20, el cual es el menor entero de dos ternas primitivas: (20, 21, 29) y (20, 99, 101).

  • Cualquier número entero n > 2 puede ser miembro de una terna pitagórica, valga el ejemplo, para   n = 19: (19, 180, 181)[1]

Ternas pitagóricas y el último teorema de Fermat[editar]

El último teorema de Fermat, postulado por Pierre de Fermat alrededor de 1637, plantea que no existen ternas no triviales (como a = b = c = 0 o a = 1, b = 0, c = 1) análogas a las ternas pitagóricas con números naturales, generalizando para exponentes mayores que dos. En notación moderna:

La ecuación

z^n=x^n+y^n
v^n=t^n+r^n

no tiene solución si n>2 con x, y, z, n naturales.

Sin demostración durante más de 300 años, Andrew Wiles consiguió demostrarlo en 1995, utilizando para ello, herramientas matemáticas muy avanzadas de diversas ramas.

Aplicaciones[editar]

Geometría[editar]

  • hipotenusa de un triángulo rectángulo
  • cálculo de razones trigonométricas para casos especiales
  • diagonal de un rectángulo, de un cuadrado, de un rombo, de un romboide
  • la relación de los semiejes con la semidistancia de un punto a los focos, en una elipse
  • distancia euclídea entre dos puntos del espacio ℝn[2]

Teoría de números[editar]

  • ecuaciones diofantinas, de dos o más variables, grado 2[3]

Física[editar]

  • la distancia en el espacio de 4 dimensiones (Teoría de la relatividad)[4]

Referencias[editar]

  1. Niven- Zuckerman: Introducción a la teoría de números, Limusa, ISBN 968-18-0669-7
  2. Haaser y otros "Análisis matemático " I
  3. Vinagradov: fundamentos de la teoría de números
  4. Russell: "Teoría de la relatividad"

Véase también[editar]

Enlaces externos[editar]