解決不可能的問題---尺規作圖三等分任意角


洛谷

介紹

三等分角是古希臘三大幾何問題之一。三等分角是古希臘幾何尺規作圖當中的名題,和化圓為方、倍立方問題被並列為古代數學的三大難題之一,而如今數學上已證實了這個問題無解。該問題的完整敘述為:在只用圓規及一把沒有刻度的直尺將一個給定角三等分。在尺規作圖(尺規作圖是指用沒有刻度的直尺和圓規作圖)的前提下,此題無解。若將條件放寬,例如允許使用有刻度的直尺,或者可以配合其他曲線使用,可以將一給定角分為三等分。

題目:

已知:\(\angle ABC\)
求作:\(HB,IB平分 \angle ABC\)

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眾所周知,尺規作圖無解

但在運用弧長轉換時會有一些解法

基本思路:

構造3個等邊三角形得弦相等,再得圓弧相等,最后得圓周角相等

solve:

1.畫任意角\(\angle ABC\)

image
2. 以任意長為半徑,\(B\)為圓心作弧 交\(AB,BC為EF\)
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3.作垂直平分線求線段\(EF\)中點 \(G\)
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4.以\(EG\)為半徑分別以\(E,F,G\)作弧交於\(I,H\)兩點連\(BI,BH\)image
5.\(\angle ABH,\angle HIB,\angle IBC\)即為所求


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