能不能用尺规三等分任意弧

作者&投稿:单于馥 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
尺规作图为何不能三等分任意角?~

不能。用于尺规作图的直尺,没有刻度,只能用来画平面内经过两点的直线;圆规只能用来画给定圆心和半径的圆和弧。在第一册《几何》教科书中已指出,利用尺规可以作一条线段等于已知线段,本册《几何》教科书在本章第三大节中又指出了利用尺规可以进行另外四种基本作图。利用尺规,还可以画出其他一些几何图形,但偏偏不能三等分任意角。1882年,数学家们终于证明了只用尺规三等分任意角是不可能的。可是直到现在,还有一些中学生和其他人声称他们解决了用尺规三等分任意角的问题,这只说明他们不懂得什么是数学,什么是一定的数学体系和数学证明。事实上,只要放宽尺规作图的限制条件,那么三等分任意就是可以的。

虽在利用代数计算下也能算出任意一角的三分之一,只因我们都把代数计算的过程放在证明三等分任意角无解上,使得尺规三等分任意角的破解至今都无任何进展。   1. 论证尺规二等分任意角的作图步骤   为方便讲解,先在下面列出完整的尺规二等分任意角作图步骤:   已知∠A   ① 以顶点A为圆心,取一边的适当长度做半径画弧,交于两边得到弧BC。   ② 分别以点B、C为圆心,取大于弧BC一半的长度画弧,两弧相交得到点D、E。   ③ 最后连接AE,则AE二等分∠A。   短短的三步尺规二等分任意角作图步骤中,便得以联想到尺规三等分任意角的可能性:   I 在步骤①中,画出弧BC后到最后的结果,可以普遍地看出最后解出的二等分线AE是在二等分∠A,也是在二等分了弧BC。然而在教科书中都忽略了这个二等分线AE其实也是在二等分弧BC的两个端点所形成的线段BC。   这里利用“共性思想”联想到:既然尺规二等分任意角只要二等分弧BC的两个端点的连接线段便可以实现二等分∠A,那尺规三等分该连接线段便可实现三等分∠A。   II 在步骤②中,需要“取大于弧BC一半的长度画弧”,而二等分任意线段的尺规作图中也有与此一致的步骤。而 “大于弧BC一半的长度”我们并不清楚它位于何处,由于尺规作图中并不存在肉眼判断,所以只能利用点与点作距离画弧求出另一点,或利用点与点画线得出一直线。   在经过多次实践后发现:直接取该弧的两个端点的等长距离画弧,最后将该已知角的顶点与得出的交点进行连接并延长后,同样也能二等分该已知角(如图1)。由此便可得出:二等分该弧的两个端点连接而成的线段所求得的点与该已知角顶点相连并无限延长后的射线便是该已知角的平分线(如图2)。   2.新解尺规三等分任意线段   由于尺规三等分任意线段暂时还是未解,接下来就必须得先从已知长度的线段的三等分的连接线段中去发现尺规三等分任意线段的作图规律了。   尺规作图:   已知线段AD,设该线段长度为3cm,则AB、BC、CD各为1cm。   ① 以A点为圆心,AD为半径垂直画弧,得出交点E、F;并连接AE、EB、EF,得到等边三角形ADE和线段AD的中心点G与平分线EF。   接下来按以下步骤将该等边三角形的两腰的1cm求出来并连线:   ② 分别以A、G、D点为圆心,AG为半径垂直画弧;分别得出线段AE、DE中心点H、I,三弧相交得出点J、K;并分别连接HI、HJ、IK,得出两条相互平行且垂直于HI的线段HJ与线段IK。   ③ 分别以A、D点为圆心,AB为半径垂直画弧;分别交AE、DE得到点L、M并连接。   ④ 再分别以L、M点为圆心,AH为半径画弧;分别交AE、DE得到点N、O并连接。   ⑤ 分别连接AI、DH,得到等边三角形ADE的两条中心平分线AI、DH与中心点P。   由上所述步骤中不难发现:该等边三角形腰的三分之一点就是点L,三分之一线段便是线段LM,而LM又是过中心点P平行于AD的线段。那么只要求出“既能平行该等边三角形的底边又能过该等边三角形中心点的线段”便能够完全破解尺规三等分任意一线段了。   在步骤5中,线段AI、DH是等边三角形ADE的两条中心平分线,则∠HPA与∠IPD为对顶角;又线段LM是过中心点P平行于等边三角形ADE的底边AD的,则线段LM平分∠HPA与∠IPD。所以线段QS、SH与线段RT、TI相等(平分线上的任意一点到两边的距离相等)。   ⑥ 分别以点H、Q为圆心,各以HQ为半径水平画弧;两弧相交得出点U与点P。(如图3)   如此一来,便完全破解了尺规三等分任意已知线段(经过多次实验,这套作图法可用在任何未知长度的已知线段上)。   3.实现尺规三等分任意角   上述尺规作图法可以完全三等分任意已知线段,却不能真正地尺规三等分任意已知角。   原来,在最初的尺规二等分任意角中忽略了一步最有帮助的步骤:由图2中,可以看出所得的平分点与顶点的连线是和弧BC的两个端点B、C的连接线段垂直的,而且这条垂直于线段BC的射线与弧BC是有交点的,只是这条垂直射线刚好是该已知角与弧BC的平分线,又是弧BC与线段BC的中点,如此巧合的两点让我们在做二等分时都忽略了这个交点,而这个交点在做尺规三等分任意已知角时是至关重要的一点。也就是说:如果等分线过等分点垂直于被等分线段且交于该被等分线段的两端点形成的弧,那么该垂直线与该弧的交点则为该已知角的等分点。   最终,使用上述的结论与尺规作图方法进行作图后,发现上述作图法还是只能用在一些似为特殊角的已知角上,而大部分的角都不能完全三等分。后经长期且大量作图实践发现:尺规二等分任意未知度数的已知角的作图法能做到一套作图方法任意角都可用,而尺规三等分任意未知度数的已知角却要一套作图方法分为五种特殊角来解。   3.1尺规三等分任意已知角主要分为以下5种情况:   1. 小于等于45°的锐角   2. 大于45°又小于等于90°的直角或锐角   3. 大于90°又小于等于180°的平角或钝角   4. 大于180°又小于等于270°的钝角   5. 大于270°又小于等于360°的钝角   下面只列出锐角与纯角交界的“大于90°又小于等于180°的平角或钝角”的作图方法及说明:   尺规作图:   已知锐角∠B。(为便于讲解与令此作图法更具说服力,下面直接引用已知角度为90°的直角来说明尺规三等分任意未知度数的已知角的作图方法。)   ① 以B点为圆心,取BC边上适当长为半径画弧,分别交BA、BC于点E、D。   ② 分别以点D、E为圆心,各以DE为半径,相交得出F点;并连接BF交弧DE于G点。   ③ 分别以点D、G为圆心,各以DG为半径,相交得出点H、I。   ④ 分别连接DG、GH、HD得出等边△DGH;再连接HI交DG于点J。   ⑤ 分别以点D、J、G为圆心,各以DJ为半径画弧;三弧分别交HG、HD于点K、L与点M、N,并分别连接KL、MN垂直于DG。   ⑥ 分别连接DK、GM交MN、KL于点O、P且得到等边△DGH的中心点Q。   ⑦ 分别以点M、O为圆心,各以MO为半径画弧,两弧相交得出R,且连接RQ延长交GH于S点,交DH于T点且TS平行于DG。(如图4)   这套尺规三等分任意未知度数的已知角作图法只能用在小于等于45°的锐角,在作大于45°(不包括45°)的锐角或钝角的三等分时,就得先将该角进行二等分,使其二等分后的角成为小于等于45°的角后再使用上面的尺规三等分的方法进行作图。   ⑧ 分别以点D、G为圆心,各以DT为半径画弧,分别交DG于点U、V上;再分别以点M、K为圆心,各以MT为半径画弧,分别交DH、GH于点W、X上。   ⑨ 直接连接XV并延长交弧DG于Z点,再以弧GZ为半径画弧,交弧EG于点Y,分别连接BY、BZ,最终点Y、Z为∠ABC的平分点了。(如图5)   在此只需按以下方法便可判定一个未知度数的已知角为小于等于45°角:以该弧两端点的连接线段为半径,各以这两端点为圆心画弧;最后如果靠近该角顶点的两弧的交点于该角的顶点之外也就是该角不包含此交点时,则该角为大于45°的锐角或纯角,反则为小于等于45°的锐角(如图6中两弧交点B于∠A之外,因此该角便是大于45°的锐角或纯角;而图7中两弧交点B于∠A之内,因此该角则为小于等于45°的锐角)。   最终得出规律:小于等于45°的锐角只需于原角上直接三等分便可;而小于等于90°的直角或锐角只需要在其中一个平分角内三等分;又小于等于180°的钝角则需要在两个包含着4/12的平分角中进行三等分;后小于等于270°的钝角则是在两个包含着8/24的平分角中进行三等分;最终小于等于360°的钝角则也是在两个包含着8/24的平分角中进行三等分。

不可能。因为历史上有定论,不能三等分任意的一个角度。这里如果能三等分一个任意弧,那么就意味着可以三等分这个弧对应的圆周角,这是矛盾的。

不能三等分任意角,但是可以三等分一些特定的角。
如角度为360度180度 90度 即{180×2^n}度 的角 可以有尺规三等分作法如下:
作一圆,以其半径长为弦可把圆六等分得到6个60度角,相邻两角之和为120度,则可把360度角三等分;180度则是3个60度角;把60度角平分,可得30度角,则90度角可三等分。依次类推

不能。这个是数学公理。

那位给出过程的帅哥,你的<A要是180°咋办?
A和E都重合了,还讨论什么。

1先做出一个任意角<A,以任意长a为半径,以点A为圆心,画弧,交角的两边于C,D点
2以a为半径,分别以C,D为圆心,画弧.两弧交于E点
3连接A,E两点,以AE的长为半径,点A为圆心,画弧.交角的两于为P,Q两点
4连接PQ,交两弧于X,Y两点
5连接AX,AY,将角分成相等的三份

不能。


尺规作图为何不能三等分任意角?
利用尺规,还可以画出其他一些几何图形,但偏偏不能三等分任意角。1882年,数学家们终于证明了只用尺规三等分任意角是不可能的。可是直到现在,还有一些中学生和其他人声称他们解决了用尺规三等分任意角的问题,这只说明他们不懂得什么是数学,什么是一定的数学体系和数学证明。事实上,只要放宽尺规作图的...

为什么尺规作图不能三等分任意角
尺规作图只能作出 [2^n 次根式],所以并不能作出 [三次根式],进而也就不能作出 x=cos(A\/3)因此 A\/3 也就无法作出,至此也就证明了 A 的三等分角不可作;( 这只是证明的大体思路,严谨的证明需要用到 [域] 的知识,整个篇幅至少3到4页纸,所以这里省略了 )...

如何证明三等分任意角不可能用尺规作图
根本画不出来 这是尺规不能问题(尺规作图不能问题就是不可能用尺规作图完成的作图问题。这其中最著名的是被称为几何三大问题的古典难题:■三等分角问题:三等分一个任意角;■倍立方问题:作一个立方体,使它的体积是已知立方体的体积的两倍;■化圆为方问题:作一个正方形,使它的面积等于已知圆...

如何证明三等分任意角不可能用尺规作图
给定任意角∠A,首先作出 cos(A),假设此时我们能三等分∠A,那么我们就能作出 cos(A\/3),.根据 cos 三倍角公式,可得:4*cos^3(A\/3) - 3*cos(A\/3) = cos(A)此时令 cos(A\/3) = x,则得到三元一次方程:4x^3 - 3x - cos(A) = 0 .cos(A) 的值不同,上面方程的解就不同...

如何尺规作图三等分任意角?
三等分任意角是不能用尺规完成的,已经得到了证明。这是有名的“三大作图不能问题”之一,另外两个是“化圆为方”和“倍立方体”。以下是其内容:1、三等分任意角问题2、求作一立方体,使其体积等于已知立方体积的两倍 3、求作一个正方形,使其面积等于已知圆的面积 ...

谁能告诉我尺规作图不能做出三等分一个任意角和画圆为方的原因(答的...
1 其实可以证明尺规作图不能3等分大多数的角,比如60度角就不能被尺规作图3等分。 注意 是我们可以证明不能3等分 而不是说没人做出来。 这个问题已经研究的很清楚了 尺规作图的问题都可以归结于一个代数问题,我们通过研究一个方程的根在是否在Q特定的拓域中就能知道是否可以作出来。2 这个问题和...

为什么有人说三等分任意角用尺规画不出来呢?
数学上已经证明不能画出来的。你能画出来,有可能是你用的方法能近似的三等分角,而实际上你分得的三个角不是一样大的,由于作图误差和仪器误差的存在,你无法精确地比较你得到的三个角。如果你能用数学方法证明你的作图方法可以三等分角,那将是非常令人惊喜的结果。

...给出三等分任一角及倍立方不可能用尺规作图的证明
(2)倍立方:作一个正方体,使其体积是已知正方体的2倍 (3)三等分角:三等分任意角 于是呢,有一堆数学家就开始做。题目规则是尺规作图。可他们没做出来,于是就做,做呀做呀,他们殚精竭虑、千方百计,就是没做出来,一个都没有,但是一直有人做,于是阿基米德螺线诞生了,于是圆锥曲...

尺规真的不能三等分角吗?求证明。
用尺规法无法三等分角 古希腊著名的尺规作图问题有三个,除了前面介绍过的化圆为方和立方倍积问题之外,还有一个三等分已知角问题。这里所说的已知角不光可是特殊角,如90°,135°,180°,等等,还可以是一个任意度数的角。所谓把已知角三等分,是指按尺规作图的一般要求,即只使用直尺(无刻度,...

尺规作图不能三等分角结论是错误的!几千年为何得不到纠正?
尺规作图不能把一个角三等分,早已是成为数学界公认的一件事实。1837年,法国数学家汪策尔给出了用尺规三等分角是不可能问题的证明。后来数学家们进行了前赴后继的探索,最终也认识到这一不争的事实。我就不相信,你提出的“尺规作图不能三等分角结论是错误的”。难道,还有人比这些杰出的伟人还要...

罗甸县19659726894: 〖尺规作图〗怎样可以用尺规作图将任意圆弧三等分 -
谷欣八正: 从圆心画一条直线链接到圆弧,每隔120度画一条直线,就可以了

罗甸县19659726894: 只用尺规作图,三等分任意角可能吗? -
谷欣八正: 绝对可以的,说不能只是人们只知道1/3=0.33333....而忽略了3=1+2而已.

罗甸县19659726894: 用尺规能三等分任意角吗? -
谷欣八正: 虽在利用代数计算下也能算出任意一角的三分之一,只因我们都把代数计算的过程放在证明三等分任意角无解上,使得尺规三等分任意角的破解至今都无任何进展. 1. 论证尺规二等分任意角的作图步骤 为方便讲解,先在下面列出完整的尺规...

罗甸县19659726894: 现在,能用尺规作图将一条任意弧3等分吗?
谷欣八正: 能,很久前我试过,现在我还做的到,这题就等同于将一个角三等分,虽然是世界难题可我试过无数次最后成功了. 目前就差证明了.你想知道就给分,然后加我QQ704955557,详细教你.

罗甸县19659726894: 尺规作图 把任意角三等分?
谷欣八正: 把任意弧3等分就可以了

罗甸县19659726894: 为什么尺规作图不能三等分任意角 -
谷欣八正: 因为尺规做图只能做一条线段的平分线,所以也只能做出一个角的角平分线,所以你可以把任意解做成偶数等分,奇数等分是做不出来的,上面的我不明白圆中直径所对的圆周解是直角在这个问题中有什么用

罗甸县19659726894: 真的不能用尺规三等分一个任意角吗?(为何网上有一大堆人说证明了出?
谷欣八正: 用尺规三等分一个直角,或是180度的角是可行的,做法类似与平分一个任意角,很容易可以证明.但三等分一个任意角是无法用尺规做成的.已有人证明过,详见一本日本数学家写的

罗甸县19659726894: 如何尺规作图三等分任意角? -
谷欣八正: 三等分任意角是不能用尺规完成的,已经得到了证明. 这是有名的“三大作图不能问题”之一,另外两个是“化圆为方”和“倍立方体”. 以下是其内容: 1、三等分任意角问题 2、求作一立方体,使其体积等于已知立方体积的两倍3、求作一个正方形,使其面积等于已知圆的面积

罗甸县19659726894: 为什么尺规作图,三等分任意角是不可能的.如果尺子上有刻度呢,能三等分任意角吗 -
谷欣八正:[答案] 1:尺规作图中尺子指的是无刻度的尺子,圆规指的是日常的圆规. 可以知道,尺规作图的本领是给线段进行四则运算,而三等分任意角不是四则运算,所以不行 2:尺子上有刻度是可以三等分任意角的.事实上,单位直尺(只有单位刻度即可以办到,

罗甸县19659726894: 利用无刻度直尺和圆规三等分任意角 -
谷欣八正: 你好!尺规作图不可能三等分任意角的.这是经数学证明了的!但是利用别的工具,那是有很多方法的,这里介绍:阿基米德直尺三分角法作图:1.设任意锐角AOB;2.以O为圆心,作圆O,∠AOB与圆相交于A,B点;3.延长BO,到相当远处;4.将一...

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