数学题——做对给50分谁可以用一个圆规和一把不带刻度的尺子画一个正17边形

3个回答

  • 步骤一:

    给一圆O,作两垂直的直径OA、OB,

    在OB上作C点使OC=1/4OB,

    作D点使∠OCD=1/4∠OCA

    作AO延长线上E点使得∠DCE=45度

    步骤二:

    作AE中点M,并以M为圆心作一圆过A点,

    此圆交OB于F点,再以D为圆心,作一圆

    过F点,此圆交直线OA于G4和G6两点.

    步骤三:

    过G4作OA垂直线交圆O于P4,

    过G6作OA垂直线交圆O于P6,

    则以圆O为基准圆,A为正十七边形之第一顶点,

    P4为第四顶点,P6为第六顶点.

    以1/2弧P4P6为半径,即可在此圆上截出正十七边形的所有顶点.

    备注一

    一个正质数多边形可以用标尺作图的充分和必要条件是,该多边形的边数必定是一个费马质数.换句话说,只有正三边形、正五边形、正十七边形、正257边形和正63357边形可以用尺规作出来,其它的正质数多边形就不可以了.(除非我们再发现另一个费马质数.)

    备注二

    黎西罗给出了正257边形的尺规作法,写满了整整80页纸.盖尔梅斯给出了正63357边形的尺规作法,此手稿整整装满了一只手提箱,现存于德国哥廷根大学.这是有史以来最繁琐的尺规作图.

    备注三

    正十七边形的尺规作图存在之证明:

    设正17边形中心角为a,则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0,两边除之有:

    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)

    经计算知xy=-1

    又有

    x=(-1+根号17)/4,y=(-1-根号17)/4

    其次再设:

    x1=cosa+cos4a,x2=cos2a+cos8a

    y1=cos3a+cos5a,y2=cos6a+cos7a

    故有x1+x2=(-1+根号17)/4

    y1+y2=(-1-根号17)/4

    解之可有:

    (大家自己解解吧~~~~)

    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.

    http://www.showmath.co.kr/const/polygon/rpoly17.html (韩语动画)