直尺与圆规三等分任意一个角的证明方法
三大尺规作图问题
引人入胜的千古难题——三大尺规作图问题尺规作图是我们熟知的内容。
尺规作图对作图的工具——直尺和圆规的作用有所限制。
直尺和圆规所能作的基本图形只有:过两点画一条直线、作圆、作两条直线的交点、作两圆的交点、作一条直线与一个圆的交点。
公元前五世纪的希腊数学家,已经习惯于用不带刻度的直尺和圆规(以下简称尺规)来作图了。
在他们看来,直线和圆是可以信赖的最基本的图形,而直尺和圆规是这两种图形的具体体现,因而只有用尺规作出的图形才是可信的。
于是他们热衷于在尺规限制下探讨几何作图问题。
数学家们总是对用简单的工具解决困难的问题备加赞赏,自然对用尺规去画各种图形饶有兴趣。
尺规作图是对人类智慧的挑战,是培养人的思维与操作能力的有效手段。
所谓三大几何作图难题就是在这种背景下产生的。
传说大约在公元前400年,古希腊的雅典流行疫病,为了消除灾难,人们向太阳神阿波罗求助,阿波罗提出要求,说必须将他神殿前的立方体祭坛的体积扩大1倍,否则疫病会继续流行。
起初,人们并没有认识到满足这一要求会有多大困难,但经过多次努力还不能办到时,才感到事态的严重。
人们百思不得其解,不得不求教于当时最伟大的学者柏拉图,柏拉图经过慎重的思考,也感到无能为力。
这就是古希腊三大几何问题之一的倍立方体问题。
用数学语言表达就是:已知一个立方体,求作一个立方体,使它的体积是已知立方体的两倍。
任意给定一个角,仅用直尺和圆规作它的角平分线是很容易的,这就是说,二等分任意角是很容易做到的。
于是,人们自然想到,任意给定一个角,仅用直尺和圆规将它三等分,想必也不会有多大困难。
但是,尽管费了很大的气力,却没能把看来容易的事做成。
于是,第二个尺规作图难题——三等分任意角问题产生了。
正方形是一种美丽的直线形,圆是一种既简单又优美的曲线图形,它们都有面积,能不能用直尺和圆规作一个正方形,使它的面积等于一个给定的圆的面积?这就是尺规作图三大难题的第三个问题——化圆为方问题。
古希腊三大几何问题既引人入胜,又十分困难。
尺规作图三等分任意角
尺规作图三等分任意角(0°<α≤180°)黑龙江省巴彦县兴隆镇第二中学谭忠仁邮编:151801电话:150****5590目录关于三等分角的由来 (1)三等分任意角(0°<α≤180°) (2)已知:∠AOB (2)求作:∠AOB的两条三等分射线OC、OD (2)作法: (2)证明: (2)关于三等分角的由来众所周知,三等分角是著名的几何作图三大问题之一(另外两个问题是化圆为方、倍立方体),近两千年来,几十代人为这三大问题绞尽脑汁,希腊人的巧思、阿拉伯人的学识、文艺复兴时期大师们的睿智都曾倾注于此,却均以失败告终。
1837年范兹尔首先证明三等分角与倍立方体不能有限次使用尺规作出。
1895年,克莱因给出三大问题有限次使用尺规作图不可能的简单而清晰的证明,阿基米德在几何学上的造诣是很深的,从他的著作里可以看到他对三等分角问题的研究,他先采用在直尺上标注一个点的方法,然后把一个角三等分,显然,这一方法取消了直尺上无刻度的限制,此外,喜庇亚斯借助割圆曲线、尼克曼得斯借助于蚌线、巴普士借助于双曲线、帕斯卡借助于蚶线,解决了三等分角的问题,但所有这些曲线都不能仅用尺规来完成。
综上所述,尺规作图三等分任意角尚无先例,本人自1971年参加工作后,任初中数学教师,由于专业的需要、兴趣及其爱好,使我涉猎了大量数学方面的资料和相关知识,下决心研究三等分角问题,历尽40年时间,苦心钻研,现终得一法,并且给出了科学、严谨的证明,借此恳请数学专家和导师予以审核、验证,并提出宝贵意见。
注:本文所举资料,请详见《陕西中学数学》1991年第二期谭忠仁2011年5月10日三等分任意角(0°<α≤180°)已知:∠AOB求作:∠AOB的两条三等分射线OC、OD作法:1、以O为圆心,以任意长为半径作⊙O,交射线OA于A,交射线OB于B;2、连结AB,引直径EE1,并且使EE1⊥AB,垂足为H;3、连结BE,以B为圆心,以BE的长为半径画弧,交AB于F;4、连结EF并延长,交⊙O于G1,交BE1的延长线于T;5、以T为圆心,以TB的长为半径画弧,交⊙O于C1,连结TC1,交⊙O 于G;6、在⌒AB上截取⌒BC2,使⌒BC2=2⌒E1G;7、连结BC2,作BC2的垂直平分线T1D2,垂足为H2,交TB于T1,,连结T1 C2;8、作射线TP,在射线TP上依次截取TP1= P1P2= P2P3,连结T1P3,作T2P1∥T1P3,交TT1于T2;9、以T2为圆心,以T2B的长为半径画弧,交⊙O于C,连结T2C,交⊙O 于G2;10、连结BC,作BC的垂直平分线T2D,交⊙O于G3、D,垂足为H3,(T2D 必经过圆心O、必经过等腰三角形T2BC的顶角的顶点T2);11、作射线OC,则射线OC、OD即为所求作的∠AOB的两条三等分射线。
角的三等分(尺规作图)
1 . 以图 1中的 A O为轴 , 将 已三 等 分一 角 的 AA O C向
AA O B方 向旋转任意角度 O t ( 1 8 0 。> O t >0 。 ) , 连接 B C , 即形
数 学 学 习与 研 究 2 0 1 6 . 2 3
任意角被 三等分. O F 、 O G 为任意角的三等分线.
4 . 证 明图 2 、 图 3中的 ,点与 F 点、 G点与 G 点在 线段
. .
A B上分别为 同一 个 点 , 从 而 逆推 证 明在平 面 图二 中 , 用 尺
●
, ●
规作 图方法 三等分任意角的正确结论.
因图 3 AA B C中, A C、 A B 的 长 度 及 D、 E两 点 在 A C上 的
位置与图 2 AA B C中的对应 部分相等 ( 旋 转后未发生 变化 ) ,
个三角形 中 E F , B C、 DG / B C、 E F t 力B C、 D G t / B C .
7 . 连接 O F 、 O G, 所 得 LA O F( 1 )= F O G ( 2 )=
A F=A F , F点与 F 点在 A B上为 同一个点 , 同理 , A G= A G , G点与 G 点在 A B上为同一个点.
-G / O B( / _ 3 ) . O G、 O F为任意 LA O B三等分线 , 任意 角被三
解 题 技 巧 与 方 法
◎ 栾鹤 臣
( 黑 龙 江省 朗 乡林 区基 层 法 院 , 黑龙 江
铁力
1 5 2 5 1 9 )
【 摘 要】 用已 被 三等分 一角 的三角 形, 通 过平 行投 影 与
求解 的任 意角所在 的三角形重合 , 三等分任 意角.
论用圆规和直尺能将一个角三等分(续文)
论用圆规和直尺能将一个角三等分(续文)对于此题的证明,是在通过具体解题过程得出解题结果之后,对于这一具体解题结果的正确与否所进行的证明。
通过本人的不懈努力,在三十多年的证明研究过程中,经过了数百次的反复纠改,终使这一结果得到了严谨的理论证实。
解题步骤:参见图1,以任意角的顶点O为原点,以任意长为单位,分别在角的两个边上连续截取三个相等的单位,令第一个单位上的点分别为E、F,令第三个单位上的点分别为P、Q。
以P点为圆心,以E、F两点距离为半径在角内划弧,再从E、F两点引出切线与该弧相切,两条切线相交于点B,以同样的方法以Q点为圆心,可得另一交点C。
B、C两点就是角的三等分线所经过的点。
以O点为圆心,以OB或OC的长度为半径在角内划弧,分别交角的两边于A、D两点。
连接AB、BC和CD,若能证明出AB=BC,或BC=CD,则说明B、C两点,就是角的三等分线所经过的点。
因为OE=OF,OA=OD,OP=OQ,AB=CD,所以,EF、AD、PQ、BC都是关于角平分线对称的点。
证明过程:参见图2,首先连接P、Q,交EB于点H,交FC于点R。
因为OP=3OE,OQ=3OF,所以,PQ=3EF,所以PH=HR=RQ。
连接AD,便得AD∥BC,且AD ∥EF。
连接ER,交AD于N,再连接FH交AD于M。
因此M、N两点也是关于角平分线对称的点,所以MB=NC,同时便得出一个等腰梯形NMBC,则有BN=MC。
因为EF∥=RQ,所以ND∥=RQ,所以ND∥=BC,所以四边形NBCD是一个平行四边形,若证明出四边形NBCD为菱形,就可以说明BC两点就是角的三等分线所经过的点。
参见图3,以N点为圆心,以BC长为半径画弧,交AM于W点;连接WB 并延长到等于一倍WB长的一点Z,则有WB∥=NC,BZ∥=NC,所以,WB=MB (等量代换)。
过M点作NC的平行线,交BN于K,交BC于G,则有BZ∥=MG,再以B点为圆心,以WB长为半径划弧,交由M点所作的与NC相平行的线于T点,连接BT则有WB=MB=BZ=BT,连接ZT和TC以后,若能证明Z、T、C三点是在同一直线上的点,整个问题就可以应刃而解。
任意一个角三等分的尺规画法
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任意一个角三等分的尺规画法
作者:李文贵
来源:《中学生数理化·教研版》2008年第08期
任意一个角二等分比较容易,而任意一个角三等分就比较困难,通常只能是用量角器量出角度算出,或用尺规近似画分.本人通过研究,总结出一种尺规画法,以供大家探讨.具体画法如下:
一、设∠AOB为一任意角,使用一个扇形器(可用量角器代替,或用硬质纸板制作)放在∠AOB上,使其圆心O′与∠AOB的顶点O重合,设扇形器圆弧边与∠AOB两射线的
交点为A和B(在扇形器圆弧边上对应标记为A′和B′,沿扇形器的圆弧边沿画一圆弧AB(如图1).。
尺规三等分任意角画法和证明
〈〈用直尺和圆规把一个任意角分成三个相等的小角的画法和证明〉〉(1)在图[1]中,圆心角AOB,圆心是O,边OA=OB是半径,弧AB。
(2)在AB弧上任意截取一段AC弧,再任意截取一段BD弧,令BD弧=2AC 弧,剩余一段CD弧;剩余CD弧=AB弧-AC弧-BD弧=AB弧-3AC弧,(BD弧=2AC弧),请看图[1]。
(3)连C点和D点,CD线段为剩余弧CD的弦;因为剩余弧CD很短与CD 弦重合成一段线段,所以,我们只要把CD弦三等分,剩余弧CD也就被三等分了,请看图[1]。
(4)大家知道CD弦是一段线段,我们用“平行线等分线段定理”把CD弦等分成三段:CH=HK=KD,因为,剩余弧CD很短与CD弦重合成一段线段,所以,CD弧也被同时三等分为:CH弧=HK弧=KD弧,请看图[1],H点和K点便是CD 弦上的两个三等分点同时也是剩余弧CD上的两个三等分点,所以,剩余弧CD=3CH 弧(CH弧=HK弧=KD弧),请看图[1]。
(5)因为,AB弧=AC弧+BD弧+CD弧=3AC弧+3CH弧(BD弧=2AC弧,剩余弧CD=3CH弧),所以,AB弧=3(AC弧+CH弧)=3AH弧,请看图[1]。
所以,1/3AB弧=AH弧,请看图[1],所以,H点是AB弧上的一个三等分点,请看图[1]。
(6)以H点为原点、以HA弧长为标准长在BH弧上截取一段弧HM,截点为M,则M点和H点便是AB弧上的两个三等分点,所以,AH弧=HM弧=MB弧=1/3AB弧,请看图[1]。
(7)连OH和OM,OH和OM把圆心角AOB分成三个小圆心角:小圆心角AOH、小圆心角HOM和小圆心角MOB,请看图[1]。
(8)在圆心角AOB中,依据圆心角、弧、弦的关系定理:因为:小圆心角AOH对应AH弧,小圆心角HOM对应HM弧,小圆心角MOB对应MB弧,AH弧=HM弧=MB弧=1/3AB弧,所以:小圆心角AOH=小圆心角HOM=小圆心角MOB=1/3圆心角AOB(依据圆心角、弧、弦的关系定理,等弧对等角),请看图[1],所以,任意角AOB被尺规三等分了。
三等分任意角的作法探讨
㊀㊀㊀㊀㊀140数学学习与研究㊀2020 10三等分任意角的作法探讨三等分任意角的作法探讨Һ蔡长青㊀(咸丰县中等职业技术学校,湖北㊀咸丰㊀445600)㊀㊀ʌ摘要ɔ 三等分角 是古希腊几何中尺规作图的名题,和化圆为方㊁倍立方问题并列为古代数学的三大难题,2400多年以来,不少学者进行了无数次尝试,都未能找到好的解决方法,笔者经过40余载的不断探索,吸取前人的数学智慧,突破传统思维,找到简单易行的求作三等分角的方法,该方法可以广泛应用到几何教学或工程技术领域.ʌ关键词ɔ三等分;任意角;作法;证明1979年的九月,进入咸丰一中学习的第一堂数学课上,满头银发的数学老师文渊不但满怀激情地介绍了高中三年数学学习的目标和学习方法,还向大家抛出了古代数学的三大难题,即用尺规作图法求作三等分任意角㊁化圆为方以及倍立方问题,从此笔者与三等分角问题结下了不解之缘.三等分角是号称古希腊三大几何问题之一,该问题的完整叙述为:只用圆规及一把没有刻度的直尺将一个给定角三等分.该问题自公元前480年以来,不少学者进行了长期的探索,甚至不少著名数学家从不同角度论证了用尺规作图法不可能解决 三等分角 问题,本着吸取前人数学智慧㊁传承文明㊁尊重科学的治学态度,本人就解决使用 尺规作图法 三等分任意角问题进行了长期的探索,现将偶有所得分享给大家,希望起到抛砖引玉的作用.一㊁关于三等分任意角的历史溯源1.三等分任意角问题产生的历史背景根据历史记载,公元前480年,古希腊和当时的波斯国在当时的雅典郊外萨尼克湾展开了一场惨烈的海战,古希腊大获全胜,从此雅典作为古希腊的政治㊁文化㊁经济中心逐渐走向繁荣.社会分工逐渐细化,一部分人从繁重的体力劳动中解放出来,出现了专门传授学问㊁研究学问的辩论师或称智者,也就是现代的职业教师.这些人为古希腊文明做出了巨大的贡献,其中在几何学上亦留下了三大难题供后人进行研究和探讨:给你一把圆规和直尺(无刻度),经过有限次的步骤,能否:①对任意角作三等分?②作已知立方体的二倍体积的立方体图形?③作与已给的圆面积相等的正方形?以上三个问题分别称为三等分角问题㊁倍立方问题和化圆为方问题,也称古希腊三大几何难题,这些问题看起来很简单,但是,2400多年来,不少数学家或数学爱好者为了解决这三个问题,耗费了许多心血,都没有取得成功.2.三等分任意角可能无法用 尺规作图法 求解1637年笛卡儿(ReneDescartes,1596 1650)创立了解析几何学后,有数学家依据解析几何,认为找到了通过尺规作图法不能解决三等分任意角问题的依据.1837年法国数学家旺策尔(PierreLaurentWantzel,1814 1848)首先证明了 倍立方 和 三等分任意角 不可能用尺规作图解决.1873年埃尔米特(CharlesHermite,1822 1901)证明了e是超越数;1882年德国数学家林德曼(Lindemann,1852 1939)证明了π也是超越数,从而 变圆为方 的不可能性也得以确立.1965年以前,数学家华罗庚曾写文章告诫青少年 用直尺和圆规三等分任意角是不可能的,不要为这道难题花费精力.2001年华中师范大学数学系的王中华亦在‘数学通讯“上发文并证明使用尺规作图 三等分任意角 是不可能的.二㊁ 三等分任意角 仍有研究的价值1.高中数学教学的需要为了加强普通高中的数学教学,在新版的‘普通高中数学课程标准“中增加了 三等分角与数域扩充 问题,让三等分角问题真正进入我国高中数学教学领域,有利于扩展学生的数学视野,激发学生的学习兴趣,提高学生解决问题㊁分析问题的能力.2.可以促进人的数学思维的发展古希腊的三大几何难题,几千年来尽管耗费了历代数学家不少的心血,但是在解决这类问题的过程中,不仅促进了数学思想的发展,而且在人类其他思想史上亦具有重大意义.三㊁预备知识1. 尺规作图法关于尺规作图法,以科学出版社出版的‘数学大辞典“中的规定为主要参考依据:尺规作图法又称初等几何作图法或欧几里得作图法.仅用直尺(无刻度)和圆规(两脚足够长)两种工具按照下述步骤进行有限次的组合来完成的几何作图方法.(1)过两点可画一条直线(或一条射线),连接两点成一线段.(2)延长线段成一条直线或射线.(3)以定点为圆心定长为半径可画圆或圆弧.2.初等几何知识本文涉及的初等几何知识,我们还是沿用科学出版社出版的‘数学大辞典“中的相关论述:(1)关于角的分类平角:两边组成一条直线的角,或一条射线在平面内绕㊀㊀㊀141㊀数学学习与研究㊀2020 10着它的端点旋转,转到和原来位置构成一条直线时所形成的角.1平角=180ʎ.直角:平角的一半,一直角=90ʎ.锐角:大于0ʎ小于直角的角.钝角:大于直角小于平角的角.(2)关于三角形和圆的几个基本知识等腰三角形的定义及性质:两边相等的三角形是等腰三角形,等腰三角形的两个底角相等.三角形外角定理:三角形的外角等于和它不相邻的两个内角之和.圆心角定理:圆心角的度数等于它所对的弧的度数.圆周角定理:圆周角的度数等于它所对的弧的度数的一半.显然,同弧所对的圆心角等于圆周角的2倍.3.关于图学的几点相关知识的说明(1)图学是几何学与行为科学有机结合的综合性学科.图学一开始就是由理论几何学与行为科学有机构成的.从平面几何开始,发展到画法几何㊁工程图㊁地形图等,人们在制图过程中总要依据几何原理,经过人的科学行为(制图)表达完成各类制图工作.(2)图学是理论与实践相结合的科学,图学允许可逆.无论 同时行为 还是 第三度行为 ,都是在允许行为可逆基础上进行的,行为本身就是四维的运动(时间维㊁空间维),允许可逆自然是在四维时空中进行的.四㊁三等分任意角的作图方法以锐角为例,使用 尺规作图法 三等分任意角的作图步骤如下:第1步:给定任意角øAOB.第2步:作边OA的反向延长线OC.第3步:以O点为圆心,R为半径长画☉O,圆弧与边OB交于F点.第4步:在☉O上,以E点为圆心,R为半径长画☉E,☉E与OA的反向延长线交于D点,配合使用圆规和直尺,确保圆心E与D,F三点在同一直线上.第5步:连接OE,最终形成如图所示的几何图形.需要特别说明的是在作图过程中,第4步圆心的确认很关键,有可能需要 多次逼近 才能确定.五㊁三等分任意角的证明通过以下两种方法分别证明前面的作图方法可以三等分任意角.方法一:在☉E中,因为øODF为圆周角,øOEF为圆心角所以øOEF=2øODF.因为OE=OF,所以әEOF为等腰三角形,øEFO=øOEF=2øODF,øAOB=øODF+øEFO=3øODF,故有øODF=13øAOB.方法二:在әDEO中,因为DE=OE,所以әDEO为等腰三角形,所以øODE=øEOD,øOEF=2øODE,因为OE=OF,所以әEOF为等腰三角形,所以øEFO=øOEF=2øODF,øAOB=øODF+øEFO=3øODF,故有øODF=13øAOB.六㊁结㊀论通过以上的作图和证明,我们有理由认为对 三等分任意角 的作法有革命性的突破.1.作图过程中严格遵守 尺规作图法 的要求,且在有限的步骤内准确三等分角.2.通过初等几何理论对所作图形进行了严密的证明,结果正确.3.整个作图过程符合图学是理论与实践相结合的科学观点:图学允许可逆,无论 同时行为 还是 第三度行为 ,都是在允许行为可逆基础上进行的.路曼曼其修远兮,吾将上下而求索.ʌ参考文献ɔ[1]娄桐城.中学数学词典[M].北京:知识出版社,1984.[2]王元.数学大辞典[M].北京:科学出版社,2010.[3]熙国维.运动论[M].北京:海洋出版社,1993.[4]R.柯良(RichardCourant),H.罗宾(HertbertRobbins).什么是数学[M].左平,张饴慈译.上海:复旦大学出版社,2008.[5]欧几里得.几何原本[M].邹忌译.重庆:重庆出版社,2018.[6](日)远山启著.吕砚山㊁李诵雪㊁马杰㊁莫德举译著.数学与生活[M].北京:人民邮电出版社,2014.[7]王中华.用尺规作图不可能三等分任意角[J].数学通讯,2001(19).48.。
尺规三大作图问题.
尺规三大作图问题尺规作图是我们熟知的内容。
尺规作图对作图的工具——直尺和圆规的作用有所限制。
直尺和圆规所能的基本图形只有:过两点画一条直线、作圆、作两条直线的交点、圆点、作一条直线与一个圆的交点。
公元前五世纪的希腊数学家,已经习惯于用不带刻度的直尺和圆规(以下简称尺规)来作图了。
在他们看来,直线和圆是可以信赖的最基本的图形,而直尺和圆规是这两种图形的具体体现,因而只有用尺规作出的图形才是可信的。
于是他们热衷于在尺规限制下探讨几何作图问题。
数学家们总是对用简单的工具解决困难的问题备加赞赏,自然对用尺规去画各种图形饶有兴趣。
尺规作图是对人类智慧的挑战,是培养人的思维与操作能力的有效手段。
所谓三大几何作图难题就是在这种背景下产生的。
传说大约在公元前400年,古希腊的雅典流行疫病,为了消除灾难,人们向太阳神阿波罗求助,阿波罗提出要求,说必须将他神殿前的立方体祭坛的体积扩大1倍,否则疫病会继续流行。
起初,人们并没有认识到满足这一要求会有多大困难,但经过多次努力还不能办到时,才感到事态的严重。
人们百思不得其解,不得不求教于当时最伟大的学者柏拉图,柏拉图经过慎重的思考,也感到无能为力。
这就是古希腊三大几何问题之一的倍立方体问题。
用数学语言表达就是:已知一个立方体,求作一个立方体,使它的体积是已知立方体的两倍。
任意给定一个角,仅用直尺和圆规作它的角平分线是很容易的,这就是说,二等分任意角是很容易做到的。
于是,人们自然想到,任意给定一个角,仅用直尺和圆规将它三等分,想必也不会有多大困难。
但是,尽管费了很大的气力,却没能把看来容易的事做成。
于是,第二个尺规作图难题——三等分任意角问题产生了。
正方形是一种美丽的直线形,圆是一种既简单又优美的曲线图形,它们都有面积,能不能用直尺和圆规作一个正方形,使它的面积等于一个给定的圆的面积?这就是尺规作图三大难题的第三个问题——化圆为方问题。
另类做法:总述:人们用尺规解几何三大作图题屡遭失败之后,一方面是从反面怀疑它是否可作;另一方面就很自然地考虑,假如跳出尺规作图的框框,也就是不限用尺规,而是借助于另外一些曲线,或者借助于尺规以外的一些工具,是不是可解决这些问题呢?人们发现,一旦跳出了尺规作图的框框,问题的解决将是轻而易举的.这方面的工作已经有许多人做过,而且取得了不少成就,下面的词条内容就择要介绍一二.三等分任意角★作法一三等分角问题尼科梅德斯(Nicomedes,公元前250年左右)方法对于已知锐角∠O,在角的一边上取任意点B,作OB的垂线,交∠O的另一边于点A.以O为定点,BA为定直线,2OA为定长,作出蚌线的右支C.从点A作BA的垂线,和蚌线C相交于点S,那么∠BOS=1/3∠BOA★作法二帕斯卡(Pascal,B.1623—1662)的方法对于∠AOB,在其一边上取任意长OA做半径,以点O为圆心作一圆(图12).延长AO,和圆O交于点C.以圆O为定圆,以C为定点,以定圆O的半径为定长,作一蚶线蚶线和角的另一边OB相交于点E.连结CE,过点O作OS∥CE,那么∠BOS=1/3∠BOA★作法三帕普斯(Pappus,约公元320年)方法对于∠AOB,在它的两边上截取OA=OB.连结AB并三等分,设两分点分别为C和D.以点C为中心,点A、D分别为顶点,作离心率e=√2的双曲线.以点O为圆心,OB为半径作弧,交双曲线于点S.则∠BOS=1/3∠BOA★作法四玫瑰线方法交∠AOB的两边于点A和B,分别以O和A为圆心,a为半径画弧,两弧交于点S,则有∠BOS=1/3∠BOA立方倍积★作法一倍立方问题倍立方问题柏拉图(Plato,公元前427—347年)的方法:作两条互相垂直的直线,两直线交于点O,在一条直线上截取OA=a,在另一条直线上截取OB=2a,这里a为已知立方体的棱长.在这两条直线上分别取点C、D,使∠ACD=∠BDC=90°(这只要移动两根直角尺,使一个角尺的边缘通过点A,另一个角尺的边缘通过点B,并使两直角尺的另一边重合,直角顶点分别在两直线上,这时两直角尺的直角顶点即为点C、D).线段OC之长即为所求立方体的一边。
如何证明尺规作图三等分一个角是不可能问题
如何证明尺规作图三等分一个角是不可能问题?
1).先说明尺规作图可能问题:
一个作图题中的所作的未知量,若能由若干已知量经过有限次的有理运算及开平方算出时,这个作图题便能由尺规作出。
2).定理:
一个一元三次方程若它没有有理根,则长度等于它的任何实数根的线段是不能用尺规作出的。
3).证明尺规作图三等分任意角是不可能的:
如图:设已知角为3a ,平分后的每一个角为a ,作单位圆交角于A、B、C
过B作BD⊥OA于D,过C作CE⊥OA于E ,
令OD=m ,OE=x ,则m=cos(3a) ,x=cosa ,代入三角恒等式中:
cos(3a)= 4*(cosa)^3 - 3*cosa 得:4x^3 -3x -m = 0
由于在一般的情况下4x^3 -3x -m = 0 不是都有有理根(艾森斯坦因判别法)
所以根据上面的定理,任意三等分角用尺规作出是不可能的。
林浩南。
解决不可能的问题---尺规作图三等分任意角
解决不可能的问题---尺规作图三等分任意⾓
介绍
三等分⾓是古希腊三⼤⼏何问题之⼀。
三等分⾓是古希腊⼏何尺规作图当中的名题,和化圆为⽅、倍⽴⽅问题被并列为古代数学的三⼤难题之⼀,⽽如今数学上已证实了这个问题⽆解。
该问题的完整叙述为:在只⽤圆规及⼀把没有刻度的直尺将⼀个给定⾓三等分。
在尺规作图(尺规作图是指⽤没有刻度的直尺和圆规作图)的前提下,此题⽆解。
若将条件放宽,例如允许使⽤有刻度的直尺,或者可以配合其他曲线使⽤,可以将⼀给定⾓分为三等分。
题⽬:
已知:∠ABC
求作:HB,IB平分∠ABC
众所周知,尺规作图⽆解
但在运⽤弧长转换时会有⼀些解法
基本思路:
构造3个等边三⾓形得弦相等,再得圆弧相等,最后得圆周⾓相等
solve:
1.画任意⾓∠ABC
2. 以任意长为半径,B为圆⼼作弧 交AB,BC为EF
3.作垂直平分线求线段EF中点 G
4.以EG为半径分别以E,F,G作弧交于I,H两点连BI,BH
5.∠ABH,∠HIB,∠IBC即为所求。
尺规三等分任意角
数学学科2016学年论文“尺规三等分任意角”作法及其论证山东省聊城市茌平县振兴中学初二.15班田美辰尺规三等分任意角”,这曾是令无数数学家为难而又兴奋的难题。
阿基米德曾证明过,虽然表面上是证明了,但他犯了一个致命的错误,就是他所用的条件超出了题给条件。
几何学发展至今,虽为完备,但仍有缺憾,尺规三分角就是其一。
除一些特殊角(直角、平角和圆周角)外,至今还没有一种严格的几何方法能将任意一个角三等分。
而我们现在的教材上,只有用到直角拐尺才可完成对一个任意角的三等分。
数学先哲们曾断言定论,尺规三分角是尺规不能问题。
不才无学,但也相信科学和尊重客观事实。
在闲暇之际,偶生兴趣,突发灵感,得一妙法,可将任意角一分为三。
后附详细作法和证明。
经过长期的探究,本人发现这种方法可以对一个角进行多等分。
一、作图步骤(1)做一个任意角COD(2)用圆规截取任意长度r为半径,以O为圆心画弧。
交射线OC、OD分别与点A点B。
CAOB D(3)以A、B为圆心,在以r为半径画弧,分别交OC、OD与A'B'CA'AOB B' D(4)以A为圆心,以2r为半径画弧,再以B'为圆心,以r为半径画弧,二弧线相交于点C';同理,得到点D'。
CA 'D'A C'O B B'(5)连接OD'、OC',即可得到这个角的三等分。
CA' D'A C'O B B' D二、理论论证证明:将此图补充完整﹝以B为圆心,以2r为半径画圆,以C为圆心,以r为半径画圆,2圆共同交于点F;同理,得到点E;⊙A与⊙B交于点O'⊙D与⊙B交于点G。
⊙A、⊙C交于点H﹞连接EF,发现E、G、H、F在同一直线上。
连接AO'、 BO'、OO',分别交于点J、I'P.∵⊙A=⊙B,AO'和BO'分别为圆中任意半径,∴AO'=BO'=2r.又∵OA=OB=r∴在△AOO'和△BOO'中{∴△AOO'≌△BOO'∴∠AOO'=∠BOO'即∠4+∠1=∠2+∠3又∵△AOO'和△BOO'是同底三角形,△AOO'≌△BOO'∴S△AOO'=S△BOO'又∵S四边形OJID公共∴S△OBI=S△OAL做BB'⊥OI,AA'⊥OJ∵S△OBI=S△OAL,OA=OB∴½×OA×AA'=½×OB×BB'AA'=BB'在Rt△OAA'和Rt△OBB'中{∴Rt△OAA'≌Rt△OBB'∴∠3=∠4∴∠1=∠2以G为圆心,以GP为半径向EG画弧,并将EG二等分,发现都与EG交于点M∴PE∶PG=3又∵OE=OF,∠1+∠4=∠2+∠3∴OP⊥EF在Rt△OPG、Rt△OPE∵tan∠1=GP∶OP tan∠EOP=PE∶OP∴OP=PG∶tan∠1 OP=PE∶tan∠EOP∴PG∶tan∠1=PE∶tan∠EOP∴tan∠EOP∶tan∠1=PE∶PG=3即∠EOP∶∠1=3∴∠EOP=3∠1∵∠EOP=∠1+∠4∴∠4+∠1=3∠1∴∠4=2∠1又∵∠1=∠2,∠4=∠3∴∠4=∠3=∠1+∠2即∠4=∠3=∠5.小结:自古以来,不小数学爱好者对三等分角作了大胆的尝试,但论证的途径多局限于证明其所在的三角形全等或其所在的三角形相似这两个方面。
古希腊三大作图问题讲解
尺规作图
古时候人们约定,所谓圆规直尺作图是指: 使用直尺,我们能过任何给定的不同两点, 作一条直线;使用圆规,我们能以给定点为 圆心,任意长为半径作一个圆. 在作图中,使 用的直尺是没有刻度标记的直尺;
只用圆规、直尺,古希腊三大作图问题不可 作。
不限制用圆规和直尺,三大作图问题 是可作的
数域“树”中每一个数都可以用尺规作出,而且, 尺规所能作出数的范围仅限于数域“树”中的数。
我们可以把它写成一个定理: 尺规能且仅能作出的数的范围为数域“树”。
没有针对一个问题,去寻找解决这类问题的 方法。
不可作图问题是如何解决的呢?
思路:我们对尺规作图一类问题进行考虑。 确定尺规作图的范围; 判断我们要求作的具体问题是否在这个范围
内。
不可作图问题证明的基本步骤
1)尺规作图代数化——几何问题代数化; 2)范围界定,与数域建立联系——数域与扩
可以用尺规作出; 某一个扩域可能出现在不同的扩域“列”中.
只能作图
对尺规作图而言, 从单位1出发, 利用尺规作图, 可以 作出有理数域中的每一个数。然后, 我们可以选择 有理数域中的一个数, 作它的算术平方根(这里要求), 进而作出所有形如的数,其中是数域中的任意数。从 而,用尺规可以作出一个新的数域.重复这样的过程, 我们就可以作出数域“树”。
一、古希腊三大作图问题 与尺规作图
古希腊三大作图问题
古希腊有三个十分著名的作图问题,这三个作 图问题规定只能用圆规和直尺解决.它们分别是: 倍立方体:求作一个立方体的边,使该立方体的体 积为给定立方体的两倍. 化圆为方:求作一个正方形,使其面积与一个给定 的圆的面积相等. 三等分角:求作一个角,使其等于给定的角的三分 之一.
有关三等分角的综述
有关三等分角的综述作者:孙兴波来源:《中学教学参考·理科版》2010年第06期三等分角是历史最为长久、流传最为广泛的一个几何作图问题.所谓三等分角问题,就是说任意给定一个角,作图工具仅限于直尺和圆规,问能不能将这个角三等分.一、简单说明三等分角是不可能的下面我们给出三等分角问题的代数方程:设已知角的三分之一为α,则已知角的为3α,我们取它的余弦(或正弦).根据平面三角学的三倍角公式有cos3α=4cos3α-3cosα.令2cos3α=m,2cosα=x,我们得到:x2-3x-m=0.容易看到,这就是三等分角问题的代数方程,这个方程的根x,一旦能用尺规作图作出来,则∠α的大小就可以用尺规作出来.然而,这个代数方程对于任意给定的已知角,它的根x并不能表示成“可作图几何量”,因此三等分角问题用尺规作图法是不能解决的.二、解决方法正是因为这个用平面解析几何无法解决,但又看似“简单”的问题,就使得许多数学家和业余数学爱好者不断地研究它,希望能够解决它.而对这个问题的研究只能沿如下两个方面进行:求近似的作图方法和借助其他的作图工具.(一)求近似的作图方法(这就要求有较高的精确度)1952年,德国画家杜勒(Albrecht.Durer)提出“三等分角”的一个近似解法:给定∠AOB,以O为圆心,OA为半径作弧得扇形OAB;在AB上取点C,使AC∶BC=2∶1;取点E,使BE=BD;点F为EC的三等分点,EF∶FC=1∶2;在圆弧上取点G,使BG=BF,则∠BOG≈13∠AOB.以∠BOG作为∠AOB的三等分角近似程度有多大呢?不妨设OA=1,∠AOB=3α,则AB=2sin32α,AC=23AB,BC=13AB.故AC•BC=29AB2=89sin232α.延长DC交圆O于D′,则CD′=CD+2cos32α.由圆幂定理得CD•CD′=AC•BC,即CD(CD+2cos32α)=89sin232α.CD=cos232α+89sin232α-cos32α.=43sin232α+2cos232α-2cos32αcos232α+89sin232α.BG=BF=BC+23CE=BC+23(BE-BC)=13BC+23BE.设∠BOG=β,则sinβ2=BG/2=BC/6+BE/3-23sin232a-2cos3a21-三等分中的误差随着∠AOB的增大而增大.但是,对于60度角大约只差1″,对于90度角大约只差18″.(二)突破作图工具的限制,借助其他的作图工具1.用新的思想方法(1)尼科梅德斯的蚌线构造一条蚌线要从一条直线L和一点P开始.过P画射线与L相交.在每条这样的射线上,以L为界向外截出一段固定的长度a并取点.那么这些点的轨迹便形成蚌线.蚌线的极坐标方程是:r=a+bsecθ.三等分已知角P可采用如下办法:取∠P为直角三角形△QPR的一个锐角.以P为极点,QR 为固定线L画一条蚌线,使得它由L向外截出的固定长度等于斜边长PQ的两倍2h.过R点作RS⊥QR并交蚌线于S点.现∠QPT即为∠QPR的三分之一(T为PS与QR的交点).证明:令M为TS的中点,则RM=h,这是因为△SRT为直角三角形,其斜边中点到各顶点等距离.现因MS=MR=h,所以∠1=∠2=k°.而∠3是△SMR的一个外角,从而∠3=2k°.又因MR=PR=h,又有∠3=∠4=2k°.∵PQ与RS共面,且同垂直于QR,∴PQ∥RS.∴∠2=∠5=k°.这样一来,∠QPR=3k°,而13∠QPR=k°=∠5.由此,∠QPR被三等分.(2)希皮亚斯(Hippias,约公元前5世纪)的割圆曲线设ABCD是正方形,弧BED是以A为圆心的四分之一圆弧,如果圆的半径从AB位置,同时以匀速绕A转动到AD,同时直线BC也以匀速向AD位置作平行移动,转动的半径和作平行移动的直线最终都同时和AD相重合.它们的交点的轨迹(如图中的曲线BFNG)就称为割圆曲线.它显然有以下性质:∠BAD∠EAD=它的极坐标方程为:r=2θa/(πsinθ)(a为正方形的边长).设已知角为∠DAX,以顶角A为圆心,在正方形ABCD内作圆弧BD,并在圆弧内作割圆曲线BFG,设AX交割圆曲线于F.将FH三等分,使PH=13FH,作PN∥AD,交割圆曲线于N,过A点作直线AN,交圆弧BD于M.又作NK垂直AD于K.因为所以即∠DAM=13∠DAX.除这两种以外还其他的很多方法.但值得注意的是希腊数学家都是从运动的观点来认识这两条曲线的.2.改变机械工具阿基米德的滑动传杆装置:假设我们要三等分的角为∠AOB,如图,延长∠AOB的边AO,令AO表示以∠AOB的顶点O 为圆心的圆的半径.∵∠AOB是△OBD的外角,∴z=y+x.同理,∠BCO是△COD的外角,∴x=y+y,即z=3y.由此,y是∠AOB大小的13,从而∠AOB已被三等分.值得注意的是,无论是新的想法,还是新的工具,他们都有一个非常重要的共同点:都是从运动的观点来考虑问题、分析问题、解决问题.这一点思想正是笛卡尔《解析几何学》的主要思想(方程与几何图形相结合起来,从运动的观点看).参考文献[1](美)T.帕帕斯著,张远南,张昶译.数学趣闻集锦[M].上海:上海教育出版社,1998.[2]张卿.妙趣横生的数学难题[M].天津:天津人民出版社,1980.11.[3]王志雄.数学美食城[M].北京:民主与建设出版社,2000.1.[4]袁小明,胡炳生,周焕山.数学思想发展简史[M].上海:上海出版社,1991.[5](美)H.伊夫斯著,欧阳绛译.数学史概论[M].太原:山西人民出版社,1986.3.(责任编辑金铃)。
用圆规、直尺求作三等分之角
怎样用圆规、直尺作三等分角----受一位耄耋老人----笔名义墨之托,邀请我向网上公布他的研究成果,有请各位专家审核,评价。
用圆规、直尺求作∠O的三等分湖南省临湘市坦渡乡敬老院义墨2012.1.18用圆规直尺求作∠O的三等分湖南省临湘市坦渡乡敬老院义墨一、作法(一)求“ D ”如下图1.在角∠AOB中,以O为圆心,作一圆,交点A和B,联弦AB。
(即CO与AB的交点即“ D ”)2.过O点作弦AB的垂直平分线交D点,交圆于C点。
二、作法(二)求“ F ”如下图1.以B为圆心,BO之长为半径画弧。
交圆O于E点,连接BE 和OE则△BOE为等边△2.联ED延长交圆O于F点,则F为角∠O的1/3点。
三、三图一体。
求证图,如下图1.AF=FO=OB 是三等角图的定义。
2.∠1=∠2=∠3=1:2:3,是三不等角的定义3.联FD—E之后叫成图。
即已经作成了的图。
4.注意;成图与作法图两个箭头相反。
5.用∠y守恒的公式。
以求证∠y守恒。
其公式即;∠y=(180°-∠2)÷2-(180°-∠3)÷3论证∠Y守恒(敢于〃公告天下)看过了我的“三等分∠O”的作法。
就可以知道∠Y是守恒等于30°的。
∠Y如不恒=30°,我的作法就是“古〃月〃门〃市”的作法。
如果∠Y真的守恒,我的作法就是正确无误的作法。
我求证∠Y守恒的有效办法,共计上十种,现在我只选用其中的一种,即用∠Y守恒的“公式|”一求证∠Y守恒。
(一)∠Y守恒公式∠y=(180°-∠2)÷2-(180°-∠3)÷3(二)认识公式1.公式以外:有个∠1.它=-求作角∠O的1/3。
叫定度角。
2,公式内:有个∠2。
它=-∠O的2/3。
3,公式内:有个∠3.它=∠O的3/3。
故∠3即∠O。
以故: ∠1: ∠2: ∠3=1:2:3(三)举例求证∠Y守恒之一1、设∠1=10°则∠2=20°则∠3=30°(1:2:3)2、代入:将20°代入公式里的∠2,将30°代入公式里的∠3则∠Y = (180°-20°) ÷2 –(180°-30°) ÷3= 160°÷2 - 150°÷3= 80°- 50°= 30°(四)举例求证∠Y守恒之二1、设∠1=50°则∠2=100°则∠3=150°(1:2:3)2、代入后则:∠Y = (180°-100)÷2 –(180°-150) ÷3= 80÷2 - 30°÷3=40° - 10°=30°(五)举例求证∠Y守恒之三1、设∠1=3°则∠2=6°∠3=9°(1:2:3)2、代入后则:∠Y = (180°-6°) ÷2- (180°-9°) ÷3= 174÷2-171÷3=87-57=30°(六)举例求证∠Y守恒之四1、设∠1=60°则∠2=120°则∠3=180°(1:2:3)2、代入后则:∠Y = (180°-120°) ÷2 - (180° - 180°)÷ 3=60°÷ 2 - 0°÷ 3=30°- 0°=30°(七)附言:如有回示,必速答之。
关于三等分任意角的方法探究
三等分任意角的方法探究西工大附中孙开锋三等分任意角的方法探究摘要:三等分角是古希腊几何三大作图问题之一,本文关键词:只准用直角和圆规,你能将一个任意的角进行两等分吗?这可太简单了,几千前的数学家们就会做。
纸上任意画一个角,以其顶点O为圆心,任意选一个长度为半径画弧,找出弧与角的两边的交点,分别命名为A和B。
然后分别以A点和B点为圆心,以同一个半径画弧,这个半径要大于A、B之间距离的一半。
找出两段弧的相交点C,用直尺把O和C连接起来,那么直线OC就将角AOB平分成了两部分。
用同样的方法,我们可以把一个角任意分成4等分、8等分、16等分……,也就是说,只要你有耐心,可以把任意一个角等分为2的任意次方。
但是,如果只用直尺和圆规,并且,这直尺还不能有刻度,你能将任意一个角三等分吗?早在公元前5世纪,古希腊的巧辩学派就提出了在只用直尺画直线、圆规画弧的限定下,将任意给定的角三等分的命题。
很多伟大的数学家如阿基米德、笛卡儿、牛顿等都试图拿起直尺和圆规挑战自己的智力,但终于都以失败告终。
直至公元1837年,法国数学家闻脱兹尔宣布:“只准使用直尺与圆规,想三等分一个任意角是不可能的!”, 才暂时了结了这宗长达几千年的数学悬案。
但是,如果没有几何作图法的限制,任意角三等分问题当然可以解决,不妨举几个例子以共享。
一、利用工具三等分任意角如图1所示,叫做“三等分仪”吧 ,CE=EG=DG,ME ⊥CD,弧ED 是以G 为圆心的半圆,故ME 与半圆G 相切于点E.具体操作:将该仪器置于 ∠AOB 的内部,使得点C 落在OA 上,ME 经过点O,半圆G 与OB 相切于点F,则OE,OG 为∠AOB 的三等分线。
数理证明:分别连接OG,GF,故GF ⊥OB,而EG ⊥OE,所以易证:△GOE ≌△GOF;同理可证△GOE ≌△COE;故可得到:∠COE=∠GOE=∠FOG.所以,OE 、OG 为∠AOB 的三等分线。
二、中考中的三等分角题目:(广东佛山市)三等分一任意角是数学史上一个著名的问题,用尺规不可能“三等分一任意角”。
用圆规和直尺能将一角三等分
论用圆规和直尺能将一角三等分摘要:用圆规和直尺将一角三等分,是一个已被世界定论为不可能的数学问题,故而,将其确立为世界难题,也是一个久为世人瞩目的问题,当代数学家华罗庚也曾将这个问题给断言为:”用圆规和直尺去三等分任意角,就如步上月球一样是不可能的”,想必这是一个没有任何希望的问题了。
可是,对于这个问题是否真正如此,我认为还是不能过早地对其加以彻底否定的。
一角三等分,是一个具有前提限制和严格要求的几何等分问题,对于这一问题的研究,必须是在不违反尺规作图规则的情况下,利用圆规和直尺能使一个任意角三等分地分开所能得出的一个正确的解题结果。
当然,如果不是受着这一规则的限制,在前人的研究上,已经早有卓越的成就了。
关键词:三等分相交线等分线绪论:用圆规和直尺将一角三等分,是出自于古希腊的一道几何难题,距今已有两千多年的研究历史,在这个远久的研究历史中,尽管是有着数代人的不懈努力,但是,到20世纪末为止,人们还一直没能对于这个问题得出一个能够符合尺规作图规则要求的合理的解题方法。
为此,在人们对于这一问题所进行长期的研究过程中,曾由历代数学专家分别在各个不同的历史时期,都对这个问题作过多方面的证明,其证明的共同结果是:”用圆规和直尺去三等分一个角是不可能的”。
因而,根据这一共同的证明结果,早在公元1882年已将这个问题给确立为世界难题。
并且将其定论为”是一个不可能的问题”。
可是,尽管是有着这一定论的阻碍,但在通过本人的30余年的锲而不舍的长期努力,终于使这个问题得出了一个空前未有的合理的解题结果,成功地为这个世界难题找到了真实的答案。
解决了用圆规和直尺将一角三等分的问题,是解决了一个已被悬留千古的一大几何难题,这不仅是添补了一项世界性的历史空白,而且也是解决了一个实际的理论问题。
对于这一理论的取得,对于几何学的进步和发展将会起到极大的推动作用。
尤其是对于一个新的几何规律的发现,则标明了几何学的进步和发展又在大大地向前推进了一步,也是为几何学的进步和发展奠定了一步坚实的理论基础。
圆规和直尺三等分任意角
圆规和直尺三等分任意角许世传共大公司,香港(518026)E-mail:hsc1937@摘要:尺规三等分任意角有3800多年历史,是个令无数数学家望而却步的千古难题. 本文不走历史直接等分任意角的死胡同; 运用角度与弧度等价原理, 利用内接等边弦(或外切线)等分弧度, 这样达到三等分任意角,才能变“不可能”为可能.首创用无刻度直尺和圆规等分任意角的作图原理和几何数理.关键词: 圆心轨迹线,切线平行线,内接等边弦1. 引言:早在公元前5世纪,古希腊的巧辩学派就提出了在只用直尺画直线、圆规画弧的限定下,将任意给定的角三等分的命题。
很多伟大的数学家如阿基米德、笛卡儿、牛顿等都试图拿起直尺和圆规挑战自己的智力,但终于都以失败告终。
直至公元1837年,法国数学家闻脱兹尔宣布:“只准使用直尺与圆规,想三等分一个任意角是不可能的!”, 才暂时了结了这宗长达几千年的数学悬案。
但仍然有很多痴心不改的人想攻破数学史上的“不可能”,他们欲变“不可能为可能”。
“在大学课堂教学中, 有没有伪科学的出现? 我们应该怎么避免它? 如数学上已证明用圆规和直尺三等分任意角是不可能的"。
是吗! 请看下面不同的作图和数理分析:2. 数理系统分析2.1 不能三等分角代数数理历史上认为任意角不能三等分的代数数理证明, 引用台北大学数学系教授曹亮吉(数学家)的见解其要点有二,一为:不是任何实数都是可做数,一为:假定一角可以三等分,则某个线段长x为可做,但由代数的分析又知x不为任何N阶数,故得矛盾(证略)1.2.2 “3”元素的客观存在性先看数论内容:整数分解、素数分布、解析数论、…筛法[]1等等。
最基本的数是自然数,自然数除“1”之外共分素数和合数;换言之有了1才有数,有了素数就能产生自然数:1,2,3,……的无限完美整数列来. 证实3在自然数列中的存在性, 不是水中捞月, 取时,1,2 n=()22nf=↔4中必有一“素数元素3”存在; 在[2-4]]区间就能用2筛出3素数元来,所以素数3是数字中最基本不可替代的原始元素2之一.我们能从自然数列中找出3元素来: 第一步: 用直尺和圆规作两次等分角∠AOB,就产生2至4单元量,见图1.1中的O-O1和O-a两条角平分线;这种尺规作图不含3元素.第二步: 在2至4单元量间隔中添上3素数元素. 为作图方便,灵活地采用: 6(分角)÷2 = 3. 得3个单元等圆, 存在奇素数元素3.1参见:/TrackBack.aspx?PostId=6939732参考[香港]许世传著《循环论》p35数学是描述物质世界的最贴切语言,而素数仅有1和自身为其素因子,是不可替代的数学元素;故可把素数看作不变的不可替代的最基本原始粒子的物质元素,这是数学描述物质世界,量变到质变规律抽象语言的基本概念,也是最基本原始假设。
剖析角三等分及解
剖析角三等分及解和平前言一百多年来,国内外数学界一致认为用尺规(这里用的尺是不带刻度的直尺,规是圆规,简称为尺规)作图将一任意角三等分已被证明了这是一个“作图不能问题”的结论是完全正确的。
其实这个结论肯定是错误的,我就能,肯定能推翻这个错误的结论,我在角三等分题解中无论从理论上还是从实际尺规作图上都证明了角三等分确实有解。
下面我用第二种方法即剖析角三等分及解来证明用尺规作图可将一任意角三等分,並对大小各不相等的角进行剖析角三等分及解四种混合尺规作图达1670多次,装订成册16本,验证了这个理论是完全正确的,让角三等分无解的结论彻底破灭,並用剖析角三等分及解理论来验证角三等分理论的正确性。
剖析角三等分及解也为角的其他等分的解决打下基础,也是角尺规等分法中的一部分。
剖析角三等分及解共有四种题解,下面介绍的是其中一种。
由于本人水平有限,如有错误和缺欠,恳请给以指正。
2011 4-22 和平二剖析角三等分及解(一)在角三等分题解中已证明了用尺规作图可将一任意角三等分,现在换一种思维方式将一任意角的一半已经分成三等分中的某个角进行解剖和分析,那么这个角的三个点用尺规作图能否证明可以找到吗﹖如果能证明可以找到的话,就用已被证明找到的三个点所构成的角将其任意角的一半三等分。
来验证角三等分理论的正确性。
以O点为圆心,以任意长为半径画圆为A圆(图中只画圆的一部分),见图3析-1-1。
在A圆上作一任意圆心角为∠γ,把∠γ扩大六倍的圆心角为∠α,即:∠AOQ=∠QOI=∠IOH=∠HOW=∠WOG3=∠G3OB=1/6∠AOB=1/6∠α=∠γ.在A 圆上作∠AOD=∠AOB=∠BOC=1/3∠DOC=∠α=6∠γ,设∠OCD=∠β,2∠β+3∠α=180°,这里应指出的是3∠α一定要小于平角,如果3∠α大于或等于平角时,必须将∠γ缩小偶数倍的角再扩大18倍的角小于平角为止。
连接CD交OB线上K点,交OA线上G点,连接BD交OH线上H1点。
用圆规和直尺求作三等分之角
用圆规和直尺求作三等分之角受一位耄耋老人----笔名义墨之托,邀我向网上公布他的研究成果,有请各位专家审核,评价。
义墨是个热心人,现在居住在湖南省临湘市坦渡乡敬老院,为人正直、刚正不阿、生活简朴。
他在古诗创作方面有所建树,撰写了几百首古体和现代体诗词,特别在古代数学几何作图难题之一----求作三等分之角方面,他潜心钻研十余年,其成绩能否得到专家们的肯定,请审查、验证。
受一位耄耋老人----笔名义墨之托,邀我向网上公布他的研究成果,有请各位专家审核,评价。
义墨是个热心人,现在居住在湖南省临湘市坦渡乡敬老院,为人正直、刚正不阿、生活简朴。
他在古诗创作方面有所建树,撰写了几百首古体和现代体诗词,特别在古代数学几何作图难题之一----求作三等分之角方面,他潜心钻研十余年,其成绩能否得到专家们的肯定,请审查、验证。
用圆规、直尺求作∠O的三等分湖南省临湘市坦渡乡敬老院义墨20XX年.7.18用圆规直尺求作∠O的三等分湖南省临湘市坦渡乡敬老院义墨一、作法(一)求“ D ”如下图受一位耄耋老人----笔名义墨之托,邀我向网上公布他的研究成果,有请各位专家审核,评价。
义墨是个热心人,现在居住在湖南省临湘市坦渡乡敬老院,为人正直、刚正不阿、生活简朴。
他在古诗创作方面有所建树,撰写了几百首古体和现代体诗词,特别在古代数学几何作图难题之一----求作三等分之角方面,他潜心钻研十余年,其成绩能否得到专家们的肯定,请审查、验证。
以O为圆心,作一圆,联弦AB。
则AB线的中点,即“ D ”二、作法(二)求“ F ”如下图1、以B为圆心,BO之长为半径。
取BE 弧等于60度受一位耄耋老人----笔名义墨之托,邀我向网上公布他的研究成果,有请各位专家审核,评价。
义墨是个热心人,现在居住在湖南省临湘市坦渡乡敬老院,为人正直、刚正不阿、生活简朴。
他在古诗创作方面有所建树,撰写了几百首古体和现代体诗词,特别在古代数学几何作图难题之一----求作三等分之角方面,他潜心钻研十余年,其成绩能否得到专家们的肯定,请审查、验证。
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5、将C点与D点相连形成线段CD
6、作CD的中垂线交AB的延长线于N
以N为圆心,以CN为半径划弧CD ,交∠AOB的弧(弧Ⅰ)于F点,分出的弧FB是∠A OB的弧(弧Ⅰ)的三分之一
7、连接FB,以FB为半径,以A为圆心划弧交弧Ⅰ于G,
连接GO和FO,则∠AOG=∠GOF=∠FOB
二、证明
在上法三等分任意角∠AOB图的基础上连接GF和AG(见图二)
2、把该弧的弦AB 用平行线法分成3等分,使AL=LC=CB(作法略)
3、用圆规找出AB的中点O′,以O′为圆心,以A O′
为半径划弧Ⅱ,它实际上是平角∠A O′B的弧(也是以AB为直径的半圆的弧)
4、以B点为圆心,以B O′为半径划弧交平角∠A O′B的弧(弧Ⅱ)于D
5、将C点与D点相连形成线段CD
6、作CD的中垂线交AB的延长线于N
以N为圆心,以CN为半径划弧CD ,交∠AOB的弧(弧Ⅰ)于F点,分出的弧FB是∠A OB的弧(弧Ⅰ)的三分之一
7、连接FB,以FB为半径,以A为圆心划弧交弧Ⅰ于G,
连接GO和FO,则∠AOG=∠GOF=∠FOB
二、证明
在上法三等分任意角∠AOB图的基础上连接GF和AG(见图二)
2、把该弧的弦AB 用平行线法分成3等分,使AL=LC=CB(作法略)
3、用圆规找出AB的中点O′,以O′为圆心,以A O′
为半径划弧Ⅱ,它实际上是平角∠A O′B的弧(也是以AB为直径的半圆的弧)
4、以B点为圆心,以B O′为半径划弧交平角∠A O′B的弧(弧Ⅱ)于D
5、将C点与D点相连形成线段CD
6、作CD的中垂线交AB的延长线于N
以N为圆心,以CN为半径划弧CD ,交∠AOB的弧(弧Ⅰ)于F点,分出的弧FB是∠A OB的弧(弧Ⅰ)的三分之一
7、连接FB,以FB为半径,以A为圆心划弧交弧Ⅰ于G,
连接GO和FO,则∠AOG=∠GOF=∠FOB
二、证明
在上法三等分任意角∠AOB图的基础上连接GF和AG(见图二)
从上面作图时可知AG=FB,所以∠AOG=∠FOB
这时只要能证明∠GOF也=∠FOB
,即可证明∠AOG=∠FOB=∠GOF,则任意角∠AOB就被三等分
1、以AO为半径,以O为圆心将弧AB(弧1)从右下方适当延长,再以B为圆心,以G F为半径划弧交弧AB(弧1)的延长线于P,连接OP和BP,则新形成的△POB与△GOF全等,即在他们中,∠GOF=∠BOP
2、连接GP交BO于T,从图上看,GP连线似乎经过E点,因未做数学证明,所以,不能确认。
这时,在以边GO和PO及弧GP形成的由三个角组成的扇形中,扇形两边的两个角相等(∠GOF=∠BOP),所以,F点和B点,**和P点都是以GP的中垂线RO为对称轴对称分布的点。
,所以FB与GP平行。
同样,在以边AO和BO及弧AB(弧1)形成的扇形中,扇形也是由三个角组成的,两边的两个角也相等,连接GE(E点是AB和FO的交点)和FH(H点是AB和GO的交点),这时,**和F点,A点和B点,H点和E点都是以AB的中垂线SO为对称轴对称分布的点,所以GF与AB平行。
对称轴两边对应的角相等,所以∠GAB=∠FBA ∠GFH=∠FG
E ∠GEH=∠FHE
3、作GF的延长线至V, 因为GF与AB平行,所以内错角相等即∠VFB=∠FBA
4、在△AGE和△BFH中,已知∠FBA=∠GAB ∠GEH=∠FHE 所以,它们的第三个角也相等。
即∠AGE=∠BFH
5、因为∠AGE和∠BFH的同一侧的边FB和GP平行,所以,他们的另一侧的边AG和F
H也平行。
则形成平行四边形FGAH,其对角相等。
即∠GAH=∠GFH
已知∠GFH=∠FGE 所以∠FGE也=∠GAH
已知∠GAH(∠GAB)= ∠FBA,而∠FBA又=∠VFB
所以∠FGE=∠VFB
这样GE也与FB平行(同位角相等)
6、这时,GE连线和GP连线都与FB平行,且都经过**,所以,它们是相互重叠的同一
直线。
因为,经过同一点G与FB平行的只能有一条直线。
E点是GE直线上的点。
也在
这条线上,则GP连线必然经过E点。
也就是说AB,FO和GP在这一点相交。
7、在△AEO和△PEO中,AO和PO是同一弧的半径,所以AO=PO
EO是他们的公用边,而且已知∠AOG=∠FOB
∠GOF=∠BOP 所以∠AOG+∠GOF=∠POB+∠FOB
即∠AOE=∠EOP
所以△AEO和△PEO全等则对应角∠AEO=∠PEO
因为GF与AB(HE)平行,所以∠GFO=∠HEO(同位角相等)
因为EB与GP(ET)平行,所以∠BFO=∠TEO(同位角相等)
因此∠GFO=∠BFO △GOF和△FOB都是等腰三角形,所以,当他们的一个底角相等时,其顶角相等,即∠GOF=∠FOB ,
也=∠FOB,则任意角∠AOB被三等分。