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113、根号310^2+1~320^2 √310^ ...
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苏清乾把一叠草稿纸摊在桌上,指尖点了点最上面那张:“从√(310²+1)到√(320²),一共十个根号,你们谁先说说有什么发现?”
苏十坤凑过来,盯着那些数字看了半天,挠挠头:“哥,这不就是挨个算吗?310的平方加1开根号,311的平方加1开根号……一直到320的平方开根号。320²那个最简单,就是320嘛,整数。”
“没那么简单。”苏月巽抱着胳膊靠在门框上,声音懒洋洋的,“你们看,310²是96100,加1就是96101。这个数开根号是多少?肯定不是整数。311²是96721,加1是96722,也不是完全平方数。一直到319²+1,都不是整数。只有最后一个320²才是整数。”
苏风艮推了推眼镜,从书包里掏出计算器:“姐说得对。我刚才算了一下,√(310²+1)≈310.0016,√(311²+1)≈311.0016,每个都只比底数大一点点。而且越往后,这个‘一点点’越小。到√(319²+1)≈319.0016,还是差不多。但√(320²)=320,正好是整数。”
“为什么?”苏十坤不解,“为什么加了1之后,开根号还是这么接近原来的数?”
苏清乾拿起笔,在纸上写了一个公式:“你们看,对于任意正整数n,√(n²+1)和n的差是多少?我们可以用近似公式:√(n²+1)=n·√(1+1/n²)≈n·(1+1/(2n²))=n+1/(2n)。所以当n很大的时候,1/(2n)就很小,根号值就只比n大一点点。”
苏十坤,“所以310的时候,1/(2×310)≈0.0016,跟风艮算的一样!”
苏月巽走过来,拿起笔在纸上画了一条曲线:“但其实,很有意思的序列。从310.0016开始,慢慢增加到311.0016、312.0016……一直到319.0016,最后突然跳到320。”
苏清乾笑了笑:“风艮这个证明很漂亮。不过你们再想想,如果加的不是1,而是别的数呢?比如√(n²+2)、√(n²+3)……会不会出现完全平方数?”
苏月巽眼睛一亮:“这个有意思!比如√(310²+2),310²+2=96102,不是完全平方数。但有些数是可以的,比如√(3²+7)=√16=4,因为3²+7=16=4²。”
“所以关键看n²+k能不能写成m²的形式。”苏风艮接着说,“也就是m²-n²=k,即(m-n)(m+n)=k。只要k能分解成两个同奇偶的因数,就可能找到整数解。”
苏十坤听得云里雾里:“等等,同奇偶是什么意思?”