pta商高定理
时间: 2025-03-24 20:21:10 浏览: 46
### PTA 商高定理 编程题解法
#### 题目背景
在中国古代数学史中,商高的贡献被记载于《周髀算经》之中[^1]。其中提到的“勾三股四弦五”,即著名的勾股定理(又称毕达哥拉斯定理),描述了一个直角三角形两条直角边与其斜边之间的关系:
\[ a^2 + b^2 = c^2 \]
在编程平台PTA上,可能会设计一些题目来验证学生对于这一经典数学理论的理解以及将其转化为程序的能力。
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#### 可能涉及的PTA题目类型
以下是基于商高定理可能设置的一些典型编程练习:
##### 1. **判断输入是否构成勾股数组**
编写一个函数 `is_pythagorean(a, b, c)` 来检测三个整数 \(a\)、\(b\) 和 \(c\) 是否满足勾股定理的关系。如果满足,则返回 True;否则返回 False。
```python
def is_pythagorean(a, b, c):
sides = sorted([a, b, c]) # 排序以确保最大值作为斜边
return sides[0]**2 + sides[1]**2 == sides[2]**2
```
上述实现通过先对三条边进行排序,从而保证最长的一条边总是被视为斜边,并对其进行平方运算比较得出结论。
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##### 2. **寻找给定范围内的所有勾股数组**
要求找出指定区间 `[m, n]` 中所有的正整数勾股数组 (a,b,c),并按照字典顺序输出结果列表。
```python
def find_all_pythagorean(m, n):
result = []
for a in range(m, n+1):
for b in range(a, n+1): # 确保 b >= a 减少重复计算
c_square = a**2 + b**2
c = int(c_square**0.5)
if c > b and c <= n and c*c == c_square:
result.append((a, b, c))
return result
```
这段代码利用双重循环遍历每一对可能成为直角边组合的情况,再依据条件筛选符合条件的结果集。
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##### 3. **求最小勾股数列中的特定项**
假设已知某组基本勾股数 `(p,q,r)` ,定义其倍增序列 `{k*p,k*q,k*r | k ∈ N}` 。现需找到该系列中小于等于某个上限 L 的成员总数。
```python
def count_multiples(p, q, r, limit):
max_k = min(limit//p, limit//q, limit//r)
return max_k
```
这里采用简单的除法操作快速定位能够容纳的最大系数 K 值,进而得到最终计数值。
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#### 总结说明
以上三种类型的习题涵盖了从基础逻辑判断到复杂枚举算法的不同难度层次,旨在帮助学习者深入理解并灵活运用古人的智慧结晶—商高定理的实际意义及其现代延伸应用价值。
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