高斯是怎樣畫出圓內(nèi)正十七邊形的
高斯是怎樣畫出圓內(nèi)正十七邊形的
其他人氣:612 ℃時間:2020-06-19 03:11:42
優(yōu)質(zhì)解答
步驟一:給一圓O,作兩垂直的直徑OA、OB,在OB上作C點使OC=1/4OB,作D點使∠OCD=1/4∠OCA 作AO延長線上E點使得∠DCE=45度 步驟二:作AE中點M,并以M為圓心作一圓過A點,此圓交OB于F點,再以D為圓心,作一圓 過F點,此圓交直線OA于G4和G6兩點.步驟三:過G4作OA垂直線交圓O于P4,過G6作OA垂直線交圓O于P6,則以圓O為基準(zhǔn)圓,A為正十七邊形之第一頂點,P4為第四頂點,P6為第六頂點.以1/2弧P4P6為半徑,即可在此圓上截出正十七邊形的所有頂點.備注一 一個正質(zhì)數(shù)多邊形可以用標(biāo)尺作圖的充分和必要條件是,該多邊形的邊數(shù)必定是一個費馬質(zhì)數(shù).換句話說,只有正三邊形、正五邊形、正十七邊形、正257邊形和正63357邊形可以用尺規(guī)作出來,其它的正質(zhì)數(shù)多邊形就不可以了.(除非我們再發(fā)現(xiàn)另一個費馬質(zhì)數(shù).) 備注二 黎西羅給出了正257邊形的尺規(guī)作法,寫滿了整整80頁紙.蓋爾梅斯給出了正63357邊形的尺規(guī)作法,此手稿整整裝滿了一只手提箱,現(xiàn)存于德國哥廷根大學(xué).這是有史以來最繁瑣的尺規(guī)作圖.備注三 正十七邊形的尺規(guī)作圖存在之證明:設(shè)正17邊形中心角為a,則17a=360度,即16a=360度-a 故sin16a=-sina,而 sin16a=2sin8acos8a=2方sin4acos4acos8a=2的4次方sinacosacos2acos4acos8a 因sina不等于0,兩邊除之有:16cosacos2acos4acos8a=-1 又由2cosacos2a=cosa+cos3a等,有 2(cosa+cos2a+…+cos8a)=-1 注意到 cos15a=cos2a,cos12a=cos5a,令 x=cosa+cos2a+cos4a+cos8a y=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) 經(jīng)計算知xy=-1 又有 x=(-1+根號17)/4,y=(-1-根號17)/4 其次再設(shè):x1=cosa+cos4a,x2=cos2a+cos8a y1=cos3a+cos5a,y2=cos6a+cos7a 故有x1+x2=(-1+根號17)/4 y1+y2=(-1-根號17)/4 解之可有:(您自己解解吧~) 最后,由cosa+cos4a=x1,cosacos4a=(y1)/2 可求cosa之表達式,它是數(shù)的加減乘除平方根的組合,故正17邊形可用尺規(guī)作出.
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