婆罗摩笈多-斐波那契恒等式

婆罗摩笈多-斐波那契恒等式 是以下的恒等式:

这个恒等式说明了如果有两个数都能表示为两个平方数的和,则这两个数的积也可以表示为两个平方数的和。例如,

(1)和(2)都可以用展开多项式的方法来证实。(2)可以通过把(1)中的换成来得出。

这个等式在整数环有理数环中都成立。更一般地,在任何的交换环中都成立。

它在数论中有很多应用,例如费马平方和定理说明任何被4除余1的素数都能表示为两个平方数的和,则根据婆罗摩笈多-斐波那契恒等式,任何两个被4除余1的素数的积也都能表示为两个平方数的和。

证明

 

而若将  互换位置,即可得

 

相关等式

四平方和恒等式是一个类似的等式,含有四个平方和,与四元数有关。还有一个八平方和恒等式英语Degen's eight-square identity

与复数的关系

如果    实数,那么这个等式与复数的绝对值的乘法性质是等价的,也就是说:

 

由于

 

两边平方,得

 

根据绝对值的定义,

 

用范数来解释

    有理数的情况中,这个等式可以解释为 范数是积性的。也就是说:

  

而且

 

所以,这个等式就是说

 

参见

  • 婆罗摩笈多矩阵
  • 复数
  • 四平方和恒等式

外部链接