正十七边形作图
正十七变形的尺规作图-推荐下载
尺规作图：正十七边形2009-09-07 17:24:09尺规作图是指使用圆规和没有刻度的直尺在有限步骤内的作图问题。
看似几何问题，实则是一个代数问题。
比如要作一个角等于π/3，就是在给定的线段的垂直平分线上截取长度为√3/2的线段，而作一条直线的垂线则是给定复平面上的一个点z=1，作出z'=√（-1）这个点。
把这个说法更一般化一点，尺规作图问题可以描述成：在复平面上给定那个点z_0,z_1,……,z_n（这些点的共轭可以得到），求复平面上全体可有这些点出发经直尺和圆规在有限步骤内可作出的点（数）的集合M。
如果z∈M，即z可作，则z是F[x]中一个2^t次多项式的根，F=Q(z_0,z_1,……,z_n,\bar(z_0),\bar(z_1),……,\bar(z_n))，其中Q为有理数域，\bar(z_k)为z_k的共轭，1≤k≤n。
现在来看一下所谓的尺规作图三大难题。
1，三等分角。
给定一个角θ，要得到α=θ/3，即作出cos(α)。
而我们有cos(θ)=cos(3α)=4cos(α)^3-3cos(α),令cos(α)=a,cos(3α)=b为已知，则有(2a)^3-3(a)-2b=0,在一般情况下，这个方程不一定是可约的（如取θ=π/3），在这时2a不可做，因为他不可能是一个2^t次多项式的根。
除此之外尚有很多可以被三等分的角，如只要n不是3的倍数，则α=π/3必可三等分。
事实上n和3互素，因此存在证书u和v，是的3u+nv=1，1/3n=u/n+v/3,所以α/3=π/3n=uπ/n+vπ/3，π/n和π/3都可作，所以α/3也可作。
2，倍立方。
即做一个正方体的体积是原正方体体积的2倍，相当于要作出x^3-2等于0的根，同1，这是不可能的。
3，化圆为方。
即作一个正方形使其面积等于给定的原的面积。
这相当于要作出x^2-π=0的根。
但是π不是代数数，即不是任何多项式的根，所以√π也是不可作的。
正十七边形尺规作图及证明
正十七边形尺规作图及证明正十七边形样本图正十七边形作法:第一步：在给定直线l上作一个圆O交直线于点A，B，分别以A，B为圆心，AB，BA为半径作弧，两弧交于点C，D，连接CD；第二步：以C为半径，CO为半径作弧交圆于点E，F，连接EF交CD于点K，再分别以K，O为圆心，KO，OK为半径作弧，两弧交于点G，H，连接GH交直线CD于点P，连接PB；第三步：再以P为圆心，小于PB的长度为半径作弧U，分别交AB，CD于点M，N，再分别以M，N为圆心，MN，NM为半径作弧，两弧圆外的交点为Q，连接QP交圆于点T，再分别以T，M为圆心，TM，MT为半径作弧，两弧圆外的交点为R，连接PR交弧U于上面的点S，下面的点W；第四步:连接S，W，再分别以S，W为圆心，SW，WS为半径作弧交于圆外的点Y，连接PY交弧U于点X，再分别以X，S为圆心SX，XS为半径作弧，两弧圆外的交点为Z，连接PZ；第五步：PZ交AB于点A₁，再分别以A₁，B为圆心，A₁B，B A₁作弧交于点A ₂，B₁，连接A₂，B₁交AB于点B₂，交圆于点C₁，连接B₂，C₁；第六步：再最后的C₁B依次戴取分点，直到最后作出十七个分点后连接，便是正十七边形。
正十七边形证明我们知道，一个正多边形的中心角的余弦值如果不是超越数，就可以用尺规作出该正多边形，求出的中心角的三角函数值代数式也就是包含了过程。
计算360cos 17⎛⎫︒ ⎪⎝⎭设正十七边形的中心角为α，则17360α=︒即16360αα=︒-亦即()sin16sin 360sin ααα=︒-=-由诱导公式()cos 2cos παα-=，我们发现：()()()()()()()()()()()()cos cos 360cos 17cos16cos 2cos 3602cos 172cos15cos3cos 3603cos 173cos14cos 4cos 3604cos 174cos13cos5cos 3604cos 175cos12cos 6cos 3606cos 176cos11cos 7ααααααααααααααααααααααααααααααα=︒-=-==︒-=-==︒-=-==︒-=-==︒-=-==︒-=-=()()()()cos 3607cos 177cos10cos8cos 3608cos 178cos9ααααααααα=︒-=-==︒-=-=因此我们有结论1：cos cos16cos 2cos15cos3cos14cos 4cos13cos5cos12cos 6cos11cos 7cos10cos8cos9αααααααααααααααα======== 该结论我们以后使用。
解读“数学王子”高斯正十七边形的作法(上)
解读“数学王子”高斯正十七边形的作法江苏省泰州市朱庄中学曹开清225300一、高斯的传奇故事高斯(Carl Friedrich Gauss 1777.4.30~1855.2.23），德国数学家、物理学家、天文学家。
有一天，年幼的高斯在一旁看著作水泥工厂工头的父亲计算工人们的周薪。
父亲算了好一会儿，终于将结果算出来了。
可是万万没想到，他身边传来幼嫩的童音说：“爸爸，你算错了，总数应该是……”父亲感到很惊异，赶忙再算一遍，结果证实高斯的答案是对的。
这时的高斯只有3岁！高斯上小学了，教他们数学的老师布特勒(Buttner)是一个态度恶劣的人，他讲课时从不考虑学生的接受能力，有时还用鞭子惩罚学生。
有一天，布德勒让全班学生计算1+2+3+4+5+……+98+99+100＝？的总和，并且威胁说：“谁算不出来，就不准回家吃饭！”布德勒说完，就坐在一旁独自看起小说来，因为他认为，做这样一道题目是需要些时间的。
小朋友们开始计算：“1 + 2 ＝3，3+3＝6，6+4＝10，……”数越来越大，计算越来越困难。
但是不久，高斯就拿着写着解答的小石板走到布德勒的身边。
高斯说：“老师，我做完了，你看对不对？“做完了？这么快就做完了？肯定是胡乱做的！”布德勒连头都没抬，挥挥手说：“错了，错了！回去再算！”高斯站着不走，把小石板往前伸了伸说：“我这个答案是对的。
”布德勒抬头一看，大吃一惊。
小石板上写着5050，一点也没有错！高斯的算法是1 ＋2 ＋3＋……＋98＋99＋100100＋99＋98＋……＋3＋2＋1101＋101＋101＋……＋101＋101＋101＝101×100＝1010010100÷2＝5050高斯并不知道，他用的这种方法，其实就是古代数学家经过长期努力才找出来的求等差数列和的方法，那时他才八岁！1796年的一天，德国哥廷根大学。
高斯吃完晚饭，开始做导师给他单独布置的三道数学题。
前两道题他不费吹灰之力就做了出来了。
解读高斯正十七边形的作法(下)
e ＝。
从而求出cos 的其它表达式：可以验证，它们在数值上是相等的，其中以第二个表达式为最优。
在单位圆中，根据余弦定理，得正十七边形的边长为 ，将cos 的值代入，即可求出正十七边形的边长。
五、正十七边形的另一种作法步骤1：作圆O 的两条互相垂直的直径AC 、BD ；在OB 上截取OE ＝14OB ，连接EΑ；作∠FEO ＝14∠ΑEO 交OΑ于点F ；作∠GEF ＝，边EG 交CO 于点G 。
步骤2：以GΑ为直径作圆O’，交OB 于点H ；再以点F 为圆心，经过点H 作圆F ，交AC 于N4和N6两点。
步骤3：过N4作AC 的垂线交圆O 于点P4，过G6作AC 的垂线交圆O 于点P6，那么以圆O 为基准圆，Α为正十七边形的第一个顶点P1，P4为第四个顶点，P6为第六个顶点。
以12弧P4P6所对的弦为半径，即可在圆O 上截出正十七边形的所有顶点。
注一：7、9、11边形却未能作出。
让后来数学家为难的是，欧几里德之后的2000多年中，有关正多边形作图仍停留在欧几里德的水平上，未能向前迈进一步。
因此，我们可以想象得到，当1796年年仅19不过，高斯的结果多少显得有些奇怪。
他没有完成正七边形或正九边形等的作图，却偏偏隔下中间这一些直接完成了正十七边形。
为什么第一个新作出的正多边形是正十七边形而不是正七、九边形呢？在高斯的伟大发现之后，问题仍然存在：正七边形或正九边形等是否可尺规完成？或者更清楚地阐述这个问题：正多边形的边数具有什么特征时，它才能用尺规作出？在经过继续研究后，高斯最终在1801年对整个问题给出了一个完美的解答。
高斯指出，只用直尺和圆规作圆内接正n 边形，当n 满足如下特征之一时方可作出：1) n ＝2m ；〔其中m 为正整数〕2) 边数n 为质数且形如 n ＝22t +1〔其中t 为非负整数〕，即n 为质数的费马( Fermat )数。
3) 边数n具有n＝2m p1p2p3……p k的形式〔其中p1，p2，p3，……，p k为互不相同的费马质数〕。
正十七边形的画法及证明
正十七边形的画法及证明1796年的一天，德国哥廷根大学，一个很有数学天赋的19岁青年吃完晚饭，开始做导师单独布置给他的每天例行的三道数学题。
前两道题在两个小时内就顺利完成了。
第三道题写在另一张小纸条上：要求只用圆规和一把没有刻度的直尺，画出一个正17边形。
他感到非常吃力。
时间一分一秒的过去了，第三道题竟毫无进展。
这位青年绞尽脑汁，但他发现，自己学过的所有数学知识似乎对解开这道题都没有任何帮助。
困难反而激起了他的斗志：我一定要把它做出来！他拿起圆规和直尺，他一边思索一边在纸上画着，尝试着用一些超常规的思路去寻求答案。
当窗口露出曙光时，青年长舒了一口气，他终于完成了这道难题。
见到导师时，青年有些内疚和自责。
他对导师说：“您给我布置的第三道题，我竟然做了整整一个通宵，我辜负了您对我的栽培……”导师接过学生的作业一看，当即惊呆了。
他用颤抖的声音对青年说：“这是你自己做出来的吗？”青年有些疑惑地看着导师，回答道：“是我做的。
但是，我花了整整一个通宵。
”导师请他坐下，取出圆规和直尺，在书桌上铺开纸，让他当着自己的面再做出一个正17边形。
青年很快做出了一个正17边形。
导师激动地对他说：“你知不知道？你解开了一桩有两千多年历史的数学悬案！阿基米德没有解决，牛顿也没有解决，你竟然一个晚上就解出来了。
你是一个真正的天才！” 原来，导师也一直想解开这道难题。
那天，他是因为失误，才将写有这道题目的纸条交给了学生。
每当这位青年回忆起这一幕时，总是说：“如果有人告诉我，这是一道有两千多年历史的数学难题，我可能永远也没有信心将它解出来。
”这位青年就是数学王子高斯。
高斯用代数的方法解决的，他也视此为生平得意之作，还交待要把正十七边形刻在他的墓碑上，但后来他的墓碑上并没有刻上十七边形，而是十七角星，因为负责刻碑的雕刻家认为，正十七边形和圆太像了，大家一定分辨不出来。
关于正十七边形的高斯画法有一个定理在这里要用到的：若长为|a|,|b|的线段可以用几何方法做出来，那么长为|c|的线段也能用几何方法做出的，其中c是方程x^2+ax+b=0的实根。
正十七边形尺规作图与详解
解读“数学王子”高斯正十七边形的作法一、高斯的传奇故事高斯(Carl Friedrich Gauss 1777.4.30~1855.2.23），德国数学家、物理学家、天文学家。
有一天，年幼的高斯在一旁看著作水泥工厂工头的父亲计算工人们的周薪。
父亲算了好一会儿，终于将结果算出来了。
可是万万没想到，他身边传来幼嫩的童音说：“爸爸，你算错了，总数应该是……”父亲感到很惊异，赶忙再算一遍，结果证实高斯的答案是对的。
这时的高斯只有3岁！高斯上小学了，教他们数学的老师布特勒(Buttner)是一个态度恶劣的人，他讲课时从不考虑学生的接受能力，有时还用鞭子惩罚学生。
有一天，布德勒让全班学生计算1+2+3+4+5+……+98+99+100＝？的总和，并且威胁说：“谁算不出来，就不准回家吃饭！”布德勒说完，就坐在一旁独自看起小说来，因为他认为，做这样一道题目是需要些时间的。
小朋友们开始计算：“1 + 2 ＝3，3+3＝6，6+4＝10，……”数越来越大，计算越来越困难。
但是不久，高斯就拿着写着解答的小石板走到布德勒的身边。
高斯说：“老师，我做完了，你看对不对？“做完了？这么快就做完了？肯定是胡乱做的！”布德勒连头都没抬，挥挥手说：“错了，错了！回去再算！”高斯站着不走，把小石板往前伸了伸说：“我这个答案是对的。
”布德勒抬头一看，大吃一惊。
小石板上写着5050，一点也没有错！高斯的算法是1 ＋2 ＋3＋……＋98＋99＋100100＋99＋98＋……＋3＋2＋1101＋101＋101＋……＋101＋101＋101＝101×100＝1010010100÷2＝5050高斯并不知道，他用的这种方法，其实就是古代数学家经过长期努力才找出来的求等差数列和的方法，那时他才八岁！1796年的一天，德国哥廷根大学。
高斯吃完晚饭，开始做导师给他单独布置的三道数学题。
前两道题他不费吹灰之力就做了出来了。
第三道题写在另一张小纸条上：要求只用圆规和没有刻度的直尺，作出一个正十七边形。
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实用标准文档解读“数学王子”高斯正十七边形的作法一、高斯的传奇故事高斯 (Carl Friedrich Gauss1777.4.30~1855.2.23），德国数学家、物理学家、天文学家。
有一天，年幼的高斯在一旁看著作水泥工厂工的父算工人的周薪。
父算了好一会儿，于将果算出来了。
可是万万没想到，他身来幼嫩的童音：“爸爸，你算了，数是⋯⋯”父感到很惊异，赶忙再算一遍，果高斯的答案是的。
的高斯只有 3 ！高斯上小学了，教他数学的老布特勒(Buttner)是一个度劣的人，他从不考学生的接受能力，有用鞭子学生。
有一天，布德勒全班学生算1+2+3+4+5+⋯⋯+98+99+100＝？的和，并且威：“ 算不出来，就不准回家吃！”布德勒完，就坐在一旁独自看起小来，因他，做一道目是需要些的。
小朋友开始算：“ 1 + 2＝3，3+3＝6，6+4＝10，⋯⋯”数越来越大，算越来越困。
但是不久，高斯就拿着写着解答的小石板走到布德勒的身。
高斯：“老，我做完了，你看不？“做完了？么快就做完了？肯定是胡乱做的！”布德勒都没抬，手：“ 了，了！回去再算！”高斯站着不走，把小石板往前伸了伸：“我个答案是的。
”布德勒抬一看，大吃一惊。
小石板上写着5050 ，一点也没有！高斯的算法是1＋ 2 ＋ 3＋⋯⋯＋ 98 ＋99 ＋ 100100＋99 ＋98＋⋯⋯＋3＋ 2＋1101＋ 101 ＋ 101 ＋⋯⋯＋101 ＋101 ＋ 101 ＝101 ×100 ＝1010010100 ÷2＝ 5050高斯并不知道，他用的种方法，其就是古代数学家期努力才找出来的求等差数列和的方法，那他才八！1796 年的一天，德国哥廷根大学。
高斯吃完晚，开始做他独布置的三道数学。
前两道他不吹灰之力就做了出来了。
第三道写在另一小条上：要求只用和没有刻度的直尺，作出一个正十七形。
道把他住了——所学的数学知竟然解出道没有任何帮助。
一分一秒的去了，第三道竟毫无展。
正十七边形尺规作图与详细讲解
解读“数学王子”高斯正十七边形的作法一、高斯的传奇故事高斯(Carl Friedrich Gauss 1777.4.30~1855.2.23），德国数学家、物理学家、天文学家。
有一天，年幼的高斯在一旁看著作水泥工厂工头的父亲计算工人们的周薪。
父亲算了好一会儿，终于将结果算出来了。
可是万万没想到，他身边传来幼嫩的童音说：“爸爸，你算错了，总数应该是……”父亲感到很惊异，赶忙再算一遍，结果证实高斯的答案是对的。
这时的高斯只有3岁！高斯上小学了，教他们数学的老师布特勒(Buttner)是一个态度恶劣的人，他讲课时从不考虑学生的接受能力，有时还用鞭子惩罚学生。
有一天，布德勒让全班学生计算1+2+3+4+5+……+98+99+100＝？的总和，并且威胁说：“谁算不出来，就不准回家吃饭！”布德勒说完，就坐在一旁独自看起小说来，因为他认为，做这样一道题目是需要些时间的。
小朋友们开始计算：“1 + 2 ＝3，3+3＝6，6+4＝10，……”数越来越大，计算越来越困难。
但是不久，高斯就拿着写着解答的小石板走到布德勒的身边。
高斯说：“老师，我做完了，你看对不对？“做完了？这么快就做完了？肯定是胡乱做的！”布德勒连头都没抬，挥挥手说：“错了，错了！回去再算！”高斯站着不走，把小石板往前伸了伸说：“我这个答案是对的。
”布德勒抬头一看，大吃一惊。
小石板上写着5050，一点也没有错！高斯的算法是1 ＋2 ＋3＋……＋98＋99＋100100＋99＋98＋……＋3＋2＋1101＋101＋101＋……＋101＋101＋101＝101×100＝1010010100÷2＝5050高斯并不知道，他用的这种方法，其实就是古代数学家经过长期努力才找出来的求等差数列和的方法，那时他才八岁！1796年的一天，德国哥廷根大学。
高斯吃完晚饭，开始做导师给他单独布置的三道数学题。
前两道题他不费吹灰之力就做了出来了。
第三道题写在另一张小纸条上：要求只用圆规和没有刻度的直尺，作出一个正十七边形。
正十七边形的画法及证明
正十七边形的画法及证明1796年的一天，德国哥廷根大学，一个很有数学天赋的19岁青年吃完晚饭，开始做导师单独布置给他的每天例行的三道数学题。
前两道题在两个小时内就顺利完成了。
第三道题写在另一张小纸条上：要求只用圆规和一把没有刻度的直尺，画出一个正17边形。
他感到非常吃力。
时间一分一秒的过去了，第三道题竟毫无进展。
这位青年绞尽脑汁，但他发现，自己学过的所有数学知识似乎对解开这道题都没有任何帮助。
困难反而激起了他的斗志：我一定要把它做出来！他拿起圆规和直尺，他一边思索一边在纸上画着，尝试着用一些超常规的思路去寻求答案。
当窗口露出曙光时，青年长舒了一口气，他终于完成了这道难题。
见到导师时，青年有些内疚和自责。
他对导师说：“您给我布置的第三道题，我竟然做了整整一个通宵，我辜负了您对我的栽培……”导师接过学生的作业一看，当即惊呆了。
他用颤抖的声音对青年说：“这是你自己做出来的吗？”青年有些疑惑地看着导师，回答道：“是我做的。
但是，我花了整整一个通宵。
”导师请他坐下，取出圆规和直尺，在书桌上铺开纸，让他当着自己的面再做出一个正17边形。
青年很快做出了一上正17边形。
导师激动地对他说：“你知不知道？你解开了一桩有两千多年历史的数学悬案！阿基米德没有解决，牛顿也没有解决，你竟然一个晚上就解出来了。
你是一个真正的天才！”原来，导师也一直想解开这道难题。
那天，他是因为失误，才将写有这道题目的纸条交给了学生。
每当这位青年回忆起这一幕时，总是说：“如果有人告诉我，这是一道有两千多年历史的数学难题，我可能永远也没有信心将它解出来。
”这位青年就是数学王子高斯。
高斯用代数的方法解决的，他也视此为生平得意之作，还交待要把正十七边形刻在他的墓碑上，但后来他的墓碑上并没有刻上十七边形，而是十七角星，因为负责刻碑的雕刻家认为，正十七边形和圆太像了，大家一定分辨不出来。
关于正十七边形的高斯画法有一个定理在这里要用到的：若长为|a|,|b|的线段可以用几何方法做出来，那么长为|c|的线段也能用几何方法做出的，其中c是方程x^2+ax+b=0的实根。
正17边形尺规作图研究的历史回顾
正17边形尺规作图研究的历史回顾正17边形尺规作图研究的历史回顾古代数学家很早就解决了正3、4、5、15边形，以及和（n为非负整数）边形的尺规作图问题。
但是直到19世纪末的这2000年间，竟然没有进展。
1796年，当高斯19岁，还是一个学生的时候，证明了仅当边数为（圆括号中为素数，为非负整数）时，正k边形可用尺规作出。
特别是，正17边形，可用尺规作出。
尔后，人们热衷于研究具体的作图方法。
兹对这一过程加以回顾。
1.我们先给出两种具体的作图方法，供大家赏析。
第一个方法：改编自考克赛特（H.Coxeter）的《几何引论》一书：[1]作⊙O(OA),作半径OB⊥OA,作AC交OB于C,使OC= ,作∠OCD= ,且∠ECD=45°.以EA为直径作半圆，交OB于F,作⊙D(OF)交OA于H和G,过H、G作OA的垂线，交大圆O于P、Q.令点R平分,则PR和RQ就是正17边形的一边。
正257边形和正65537边形的作法，人们也已知道。
第2个方法：是由一个叫约翰•路利（John Lowry）的人，在1819年给出的，他的证明在当年《数学博览》杂志上，占去9页之多[2]：在半圆O的半径OC上，求出中点Q，并在垂直于该半径的直径AB上，自圆心O截取OD=，作DF=DE=DQ，作EG=EQ，FH=FQ，再作OK为OH与OQ的比例中项。
过K作KM//AB,而与罩住OG的半圆周相交于M.作MN//OC,与⊙O交于N.则就是圆周长的。
2.第3个方法：[3]来自《数学通讯》1954年5月号，欧阳琦的文章：“正十七边形作图法”。
要作正17边形，无异于要把圆周17等分。
假定Ak(k=0,1,…,16)依次是单位圆上17个等分点。
作直径A0A，连AAk,命A0Ak=ak,则显然，（1）易见，除a0外只要求出al中的任何一个，则问题解决。
高斯十七等分圆周证明(高斯的十七边形)
高斯十七等分圆周证明(高斯的十七边形)你可以理解为从圆心引出几条射线。
把圆分成几个面积相等的扇区，就是几个相等的部分。
平分线是一条射线和一个圆的交点。
这和平分一条线段是一样的。
等分圆周是指利用直尺和圆规将圆周n等分，这是一个古老的数学问题。
古代希腊数学家利用尺规作图可将圆周分成3，4，5，15等分，并进而将分点逐次倍增，将圆周无限等分。
高斯(Gauss，1777-1855)曾证明可用尺规作图将圆周17等分，因而找到了正十七边形的尺规作图法。
为此，后人把这一图形铭刻在高斯纪念碑上等分圆周(circumference in equal parts)是圆内接正多边形的作图问题。
若圆周上依次有n个点A1，A2，A3，…，An(n≥2)，把整个圆周分成n段相等的弧：则称点A1，A2，…，An把圆周n等分，简称n等分圆周。
除二等分圆周外，用圆规直尺等分圆周与内接正多边形的作图实质是相同的问题。
高斯(C.F.Gauss)对等分圆周曾做出巨大贡献。
1796年，年仅19岁的高斯根据式子发现，圆内接正十七边形可用圆规直尺作图。
1801年，高斯又研究确定用圆规直尺等分圆周，等分数所应满足的充分必要条件(参见下文“用圆规直尺等分圆周问题”)，高斯临终遗言“在墓碑上刻正十七边形”，德国格丁根大学为他建立了一座以正十七棱柱为底座的纪念像用圆规直尺等分圆周问题是几何学历史中的一个著名问题，能仅用圆规直尺把圆周n等分，当且仅当n是如下形式的整数：1.n=2m(m为大于1的正整数)。
2.n=2m·p1·p2·…·pk，其中m=0，1，2，…，k=1，2，…，pi为型的不同素数，这是1801年高斯(C.F.Gauss)证明的，因此，在100以内可以用圆规直尺等分圆周的等分数只有24个：1型的五个为4，8，16，32，64；2型的十九个为3，6，12，24，48，96，5，10，20，40，80，15，30，60，17，34，68，51，85。
高斯和他的正十七边形
导师接过学生的作业一看，当即惊呆了。他用颤抖的声音对 青年说：“这是你自己做出来的吗？”青年有些疑惑地看着导师，
回答道：“是我做的。但是，我花了整整一个通宵。”导师请他
坐下，取出圆规和直尺，在书桌上铺开纸，让他当着自己的面再
做出一个正17边形。青年很快做出了一个正17边形。
导师激动地对他说：“你知不知道？你解开了一桩有两千多 年历史的数学悬案！阿基米德没有解决，牛顿也没有解决，你竟 然一个晚上就解出来了。你是一个真正的天才！”
原来，导师也一直想解开这道难题。那天，他是因为失误，才将写
有这道题目的纸条交给了学生。每当这位青年回忆起这一幕时，总是说：
“如果有人告诉我，这是一道有两千多年历史的数学难题，我可能永远
也没有信心将它解出来”。这位青年就是数学王子高斯。
这个问题是高斯用代数的方法解决的，他也视此为生平
得意之作，还交待要把正十七边形刻在他的墓碑上，但后来
尺规作图对于学过几何的人来说都不陌生，它是指用没有 刻度的直尺和圆规作图。你也许可以用尺规作图作出正三
角形、正方形、正六边形等，但是你有没有想过用尺规作
图作正十七边形，甚至正十七边能不能用尺规作图作出来。
其实这一问题早在1796年就由德国著名的数学家高斯在他
19岁时解决，这其中还有一段趣闻:，一个很有数学天赋的 19岁青 年吃完晚饭，开始做导师单独布置给他的每天例行的三道数学题。 前两道题在两个小时内就顺利完成了。第三道题写在另一张小纸条 上：要求只用圆规和一把没有刻度的直尺，画出一个正17边形。他 感到非常吃力。时间一分一秒的过去了，第三道题竟毫无进展。这 位青年绞尽脑汁，但他发现，自己学过的所有数学知识似乎对解开 这道题都没有任何帮助。困难反而激起了他的斗志：我一定要把它 做出来！他拿起圆规和直尺，他一边思索一边在纸上画着，尝试着 用一些超常规的思路去寻求答案。 当窗口露出曙光时，青年长舒了一口气，他终于完成了这道难 题。见到导师时，青年有些内疚和自责。他对导师说：“您给我布 置的第三道题，我竟然做了整整一个通宵，我辜负了您对我的栽 培……”
仅有尺规做正17边形
正十七边形编辑正十七边形是指有17条边的正边形，最早画出该形状的是德国大学者高斯。
[活动]“你好，地球”百科大神之巅峰对决！目录1简介2步骤一3步骤二4步骤三5简易作法6历史1简介最早的十七边形画法创造人是高斯。
高斯（1777─1855年）德国数学家、物理学家和天文学家。
高斯在童年时代就表现出非凡的数学天才。
年仅三岁，就学会了算术，八岁因运用等差数列求和公式而深得老师和同学的钦佩。
大学二年级时得出正十七边形的尺规作图法，并给出了可用尺规作图的正多边形的条件。
解决了两千年来悬而未决的难题，1799年以代数基本定理的四个漂亮证明获博士学位。
高斯的数学成就遍及各个领域，在数学许多方面的贡献都有着划时代的意义。
并在天文学，大地测量学和磁学的研究中都有杰出的贡献。
下附正十七边形作法先计算或作出cos(360°/17)设正17边形中心角为a，则17a=360°,即16a=360°-a故sin16a=-sina，而sin16a=2sin8acos8a=4sin4acos4acos8a=16sinacosacos2acos4acos8a因sina不等于0，两边除之有：16cosacos2acos4acos8a=-1又由2cosacos2a=cosa+cos3a(三角函数积化和差公式)等注意到cos15a=cos2a,cos12a=cos5a(诱导公式)等，有2(cosa+cos2a+…+cos8a)=-1令x=cosa+cos2a+cos4a+cos8ay=cos3a+cos5a+cos6a+cos7a有：x+y=-1/2又xy=(cosa+cos2a+cos4a+cos8a)(cos3a+cos5a+cos6a+cos7a)=1/2(cos2a+cos4a+cos4a+cos6a+…+cosa+cos15a)经计算知xy=-1因而：x=(-1+√17)/4,y=(-1-√17)/4其次再设：x1=cosa+cos4a,x2=cos2a+cos8ay1=cos3a+cos5a,y2=cos6a+cos7a故有x1+x2=(-1+√17)/4y1+y2=(-1-√17)/4最后，由cosa+cos4a=x1,cosacos4a=(y1)/2可求cosa之表达式,它是数的加减乘除平方根的组合, 故正17边形可用尺规作出2步骤一给一圆O，作两垂直的半径OA、OB，在OB上作C点使OC=1/4OB，在OA上作D点使∠OCD=1/4∠OCA 作AO延长线上E点使得∠DCE=45度。
正十七边形尺规作图证明复数解法
正十七边形尺规作图证明复数解法作者：李孝民来源：《新教育时代》2015年第05期摘要：本论文对十八世纪末德国数学家约翰·卡尔·弗里德里希·高斯（Johann Carl Friedrich Gauss）所解决的正十七边形尺规作图问题再次进行了讨论。
当年高斯运用了三角函数的知识求出了cos■的表达式，它是数的加减乘除平方根的组合，故正17边形可用尺规作出。
而本论文主要运用了复数的知识，加以结合旋转对称的思想，通过另一种途径得出了cos■的表达式，与高斯用三角函数方法所得结果具有等价性。
然而在借助计算机帮助的过程中，发现了所得结果与原结果的差异性并且进行了大胆尝试与复杂的运算，将所得多重根式倒推，还发现了一些多元高次方程组与一元高次方程的联系。
关键词：尺规作图尺规作图复数Apply complex number to construct a regular heptadecagonAbstract：This article focuses on the problem of the construction of a regular heptadecagon by ruler and compass which had been solved by the German mathematician Johann Carl Friedrich Gauss in the end of the eighteenth century.In 1798，Gauss used the method of trig function and got the expression of cos■;;;; ，which is the combination of the addition，subtraction，multiplication，division and square root of numbers，demonstrating that a regular heptadecagon can be constructed by ruler and compass.This article mainly applies the complex number as the tool，combining with the thought of rotation and reflection，and gained the expression of cos■in another way.There is a obvious equivalence between the result using this method and the result of Gauss using the trig function as the tool.However，with the help of the computer，I found the differences between these two results and did some daring tries and complex operations.By reversely deducing the equation using the complex quadratic radical as the solution of it，I also discovered some relations between univariate equation of higher degree and multivariate equation set of higher degree.Key words：construction with ruler and compass，regular heptadecagon ，complex number引言尺规作图，是从古希腊时期的几何学家们开始就一直在探讨的问题，作图所用的直尺，是没有刻度的，尺规作图最简单的应用就是平分角。
0-首课(选讲)-素数与正十七边形尺规作图
接近消失的弧的正弦值等于其本身，余弦值等于1.
欧拉本人的推导方式：从 开始：
一系列不可思议的事情：
为实数.是无理数，甚至是超越数(1934,Gelfond,Schneider:若a,b为非零代数数使得lna,lnb在有理数域Q上线性无关，则lna,lnb在代数数域P上也线性无关.后来Baker在1966年将它推广到多个变量的情形，不久后他又证明了更深刻的定理.不过也留下诸多玄妙的问题，虽然圆周率和e都是超越数已经是众所周知的事情，但是目前甚至不知道 是不是有理数，圆周率和e的代数无关性问题尚未解决.Schanuel猜想.)
学生签字：
教师对本次课的总结和评定
1、学生上次作业完成情况：
2、学生本次上课表现情况:
3、老师对本次课的总结：
教师签字：
课前审阅：课后审核:时间:
所有孪生素数的倒数和收敛(布隆常数1.9021605...).
1,素数有无穷多个的三种证明方法：
欧几里得
费马数
欧拉(算术基本定理): ,这里P表示一切素数的集合,.即
2,关于素数的一些问题：
梅森素数：
完全数：
大数分解的一些有趣例子：
费马猜想：
哥德巴赫猜想(1742年哥德巴赫写给欧拉的信)：
不超过x的素数的个数，Li积分
并思考如何解方程 ，进一步思考如何解一般的一元三次方程.
教学反思
学生对本次课的总结和评定
1、○特别满意○满意○一般○差
2、本次课我学到了什么知识________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
正十七边形高斯画法
正十七边形高斯画法
正十七边形高斯画法是一种用直尺和圆规画正多边形的方法，也称为高斯多边形构造法。
以下是画正十七边形的步骤：
1. 画一个圆，作为正十七边形的外接圆。
2. 用圆规量取圆的半径，然后在圆心处画一个半径为r的圆。
3. 以外接圆的圆心为中心，画一个半径为2r的圆。
4. 在内圆上任取一点，记为A。
5. 以A为圆心，以2r为半径，画一个圆，与外接圆交于B、C两点。
6. 以B、C为圆心，以r为半径，分别画两个圆，交于D、E两点。
7. 连接AD、AE，得到正十七边形的两个顶点。
8. 以D、E为圆心，以r为半径，分别画两个圆，交于F、G两点。
9. 连接AF、AG，得到正十七边形的两个顶点。
10. 以F、G为圆心，以r为半径，分别画两个圆，交于H、I两点。
11. 连接AH、AI，得到正十七边形的两个顶点。
12. 以H、I为圆心，以r为半径，分别画两个圆，交于J、K两点。
13. 连接AJ、AK，得到正十七边形的两个顶点。
14. 以J、K为圆心，以r为半径，分别画两个圆，交于L、M两点。
15. 连接AL、AM，得到正十七边形的两个顶点。
16. 以L、M为圆心，以r为半径，分别画两个圆，交于N、O两点。
17. 连接AN、AO，得到正十七边形的两个顶点。
18. 此时，正十七边形的所有顶点已经画出来了，可以用直尺连接相邻的顶点，得到正十七边形的边。
以上就是画正十七边形高斯画法的步骤。
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1. 如圖, 以 O 為圓心作圓，過 O 作直徑 AC; 2. 過 O 作 AC 的垂線，交圓於 B; 3. 在 OB、OC 上 分別 截 取 I、D 使 得 OI = 1 1 OA, OD= OA; 4 16 4. 以 D 為 圓 心, DI 為 半 徑 作 圓,分 別 交 OA、OC 於 W1 , W2 ; 5. 以 W1 為 圓 心, W1 I 為 半 徑 作 弧,交 W1 A 於 E1 ; 6. 以 W2 為 圓 心, W2 I 為 半 徑 作 弧,交 W1 A 於 E3 ; P5
m
4. 在邊數不超過 100 的正多邊形中，僅用尺規 作 圖 的 有 24 個 。 它 們 分別 是: 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 16, 17, 20, 24, 30, 32, 34, 40, 48, 51, 60, 64, 68, 80, 85, 96 邊形。 1
4.3
+
B P4
+ +
P3 P2
+
P7
+
P1 K P8 C P9
+ + + + + + + P11 + P12 + + +
I
+
N5 F
+
O E
N3
+
A
P16
P10
P15
+
P14
P13
3
4.5
正 十 七 邊 形 作 圖 :方法(三 )
1. 如圖, 以 O 為圓心作圓，作兩條彼此正交的直徑 AB 和 CD; 2. 過 A 與 D 分別作切線交於 S; 1 3. 在 AS 上取點 E 使得 AE = AS ; 4 4. 以 E 為圓心, OE 為半徑,作弧交 AS 於 F, F’; 5. 以 F 為圓心, OF 為半徑,作弧交 AS 於 H; 6. 以 F’ 為圓心, OF’ 為半徑,作弧交 AS 於 H’; 7. 過 H 作 AH 的垂線交 OC 的延線於 T; 8. 延長 HT 至 Q, 使得 TQ = AH’; 9. 以 BQ 為直徑,作圓交 CT 於 M; 10. 作 OM 的中垂線, 交圓於 P; 11. 以 P 為圓心, PC 為半徑,在圓周上靠 B 的一邊截取 P1 點; 12. 從 P1 出發在圓周上以 P P1 為半徑截取 P2 , P3 , · · · , P15 作為正十七邊形的各頂點。 B
1 3. 如圖, 作∠OIE = ∠OIA, ∠EIF = 45◦ 使得 E, F 在 AC 上; 4 4. 以 AF 直徑作圓交 OB 於 K ; 5. 以 E 為圓心, EK 為半徑交 AC 於 N3 , N5 ; 6. 如圖, 過 N3 , N5 作 CA 的垂線交圓於 P3 , P5 ; 7. 以 P3 為圓心, P3 P5 為半徑,在圓周上靠 A 的一邊截取 P1 點; 8. 從 P1 出發在圓周上以 AP1 為半徑截取 P2 , P3 , · · · , P16 作為正十七邊形的各頂點。 P5 P6
4
正十七邊形作圖
等分圓周的尺規作圖,是一道非常著名的作圖問題。能夠等分圓周就能夠作正多邊形,所以等分圓周問 題就是正多邊形作圖問題。長久以來，僅用尺規來等分圓周是數千年來的大難題。
4.1
高斯與正十七邊形
有 數 學 王 子 之 稱 的 高 斯 （C.F.Gauss,1777-1855),他 1795 年 進 入 哥 廷 根 大學，初期, 少年的高斯還在考慮攻讀古代語言和數學之間猶疑,在大學 的第一年(18 歲)，他發明了二次互反律,在大學的第二年(19 歲)又找到 正十七邊形(Heptadecagon, hepta 即 7，deca 即 10)的尺規作圖方法。 據說,高斯之所以完成正十七邊形的工作,源於老師的小許大意,因為高斯 當時已表現出出眾的數學能力,老師不經意的給了高斯這道難題,最後高 斯熬了整晚來解決這道千年難題,到交答案給老師的時候,還不好意思地 向 老 師 道 歉 交 得 太 晚 了 。 之 所 以令 高斯 最後 選 擇了以數 學作 為 發展 的 對象,而後對現代數學作出的貢獻和發展,正十七邊形尺規作圖應該記上 一功。 高斯的遺願亦正好反影正十七邊形尺規作圖問題對他的影嚮,他希望在 他死後,在他墓碑的基石刻上一個正十七邊形,可惜,石匠發現正十七邊形 與圓差不了多少,最後以一個十七角星來代替了正十七邊形。 1989年 第30屆 國 際 數 學 奧 林 匹 克 (IMO) 在 高 斯 執 教 的 哥 廷 根 大 學 舉 行 ， 當 年 中 國 代 表 隊 首 次 參 加 是 項 比賽 ，大 獲 全勝 ，自 此多 次 蟬聯 冠 軍，這一次比賽， 大會就採用了高斯的十七邊形作會徽。
正 十 七 邊 形 作 圖 :方法(一 )
7. 以 CE3 為直徑作弧,交 OB 於 K ; 8. 以 OE1 為 直 徑 作 弧,以 O 為 圓 心, OK 為 半 徑作弧, 兩弧交於 H ; 9. 以 E1 為圓心, E1 H 半徑作弧, 交E1 A於 N1 ; 10. 過點 N1 作 OA 的垂線交圓於 P1 , AP1 就是 1 圓周的 。 從 P1 出 發 在圓 周 上以 AP1 為 17 半徑截取 P2 , P3 , · · · , P16 作為正十七邊形的 各頂點。 B P4
+
P3
+
P6
+
P2
+
P7
+
P1 P8 C P9
+
K+ I + W2 O
H W1
+
E1
+
+
+
+ +
+
D
+
E3
N1
+ +
A
+
P16 P10
+ +
P11
+ + +
P15 P14
P12
+
P13
2
4.4
正 十 七 邊 形 作 圖 :方法(二 )高斯的作 圖方法
1 ; 4
1. 如圖, 以 O 為圓心作單位圓，過 O 作直徑 AC; 過 O 作 AC 的垂線，交圓於 B; 2. 在 OB 上截取 I 使得 OI =
高斯在哥延根的墓地
4.2
等分圓周問題
3. n = 2m p1 p2 · · · pk , v−pk 22 + 1 型的素數,如正 六、十二、二十四邊形。
r
僅用尺規把圓周 n 等分，當且僅當 n 為以下其中 的一種整數時才可以： 1. n = 2m , m 2， 如 正 四 、 八 、 十 六 、 三 十 二、六十四邊形。 2. n = 22 + 1, 且 n 為 素 數, 如 正 三 、 五 、 十 七邊形。