怎样用一个圆规和一个直尺画一个正17边形
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解析:
设你要画的正17边形的边长为d,它的外接圆的半径为R。
则d和R的关系是Sin(360度/(17*2))=d/(2R)
因为:正17边形的边对应的圆心角度数为360/17,正17边形的一条边和其两个端点与圆心连接的半径成为一个等边三角形;
然后从圆心作出一条垂线到边上,就能得出一个直角三角形,圆心的那个角是圆心角的一半,即360度/(17*2),对边是d/2,斜边是R,所以得出Sin(360度/(17*2))=d/(2R)
最后,根据该公式,如果你想画出一个边长为1厘米的正17边形,则把d=1代入公式,得出R的值。
1、先画一个R半径的圆;
2、用圆规支脚支在圆周的一个点上,取d为半径,交圆周于一点,然后把这两点连起来,就是17边形的一条边了;
3、如此类推,把17条边画完就是一个正17边形了。
怎样只用直尺和圆规画出正17边形?
我的答案!1796年的一天,德国哥廷根大学,一个很有数学天赋的19岁青年吃完晚饭,开始做导师单独布置给他的每天例行的三道数学题.前两道题在两个小时内就顺利完成了.第三道题写在另一张小纸条上:要求只用贺规和一把没有刻度的直尺,画出一个正17边形.他感到非常吃力.时间一分一秒的过去了,第三道题竟毫无进展.这位青年绞尽脑汁,但他发现,自己学过的所有数学知识似乎对解开这道题都没有任何帮助.困难反而激起了他的斗志:我一定要把它做出来!他拿起圆规和直尺,他一边思索一边在纸上画着,尝试着用一些超常规的思路去寻求答案.当窗口露出曙光时,青年长舒了一口气,他终于完成了这道难题.见到导师时,青年有些内疚和自责.他对导师说:“您给我布置的第三道题,我竟然做了整整一个通宵,我辜负了您对我的栽培……” 导师接过学生的作业一看,当即惊呆了.他用颤抖的声音对青年说:“这是你自己做出来的吗?”青年有些疑惑地看着导师,回答道:“是我做的.但是,我花了整整一个通宵.” 导师请他坐下,取出圆规和直尺,在书桌上铺开纸,让他当着自己的面再做出一个正17边形.青年很快做出了一上正17边形.导师激动地对他说:“你知不知道?你解开了一桩有两千多年历史的数学悬案!阿基米德没有解决,牛顿也没有解决,你竟然一个晚上就解出来了.你是一个真正的天才!” 原来,导师也一直想解开这道难题.那天,他是因为失误,才将写有这道题目的纸条交给了学生.每当这位青年回忆起这一幕时,总是说:“如果有人告诉我,这是一道有两千多年历史的数学难题,我可能永远也没有信心将它解出来.” 这位青年就是数学王子高斯.高斯用代数的方法解决的,他也视此为生平得意之作,还交待要把正十七边形刻在他的墓碑上,但后来他的墓碑上并没有刻上十七边形,而是十七角星,因为负责刻碑的雕刻家认为,正十七边形和圆太像了,大家一定分辨不出来.关于正十七边形的画法(高斯的思路,本人并非有意剽窃^_^):有一个定理在这里要用到的:若长为|a|,|b|的线段可以用几何方法做出来,那么长为|c|的线段也能用几何方法做出的,其中c是方程x^2+ax+b=0的实根.上面的定理实际上就是在有线段长度|a|和|b|的时候,做出长为sqrt(a^2-4b)的线段.(这一步,大家会画吧?) 而要在一个单位圆中做出正十七边形,主要就是做出长度是cos(2pai/17)的线段.下面我把当年高斯证明可以做出cos(2pai/17)的证明给出,同时也就给出了具体的做法.设a=2[cos(2pai/17)+cos(4pai/17)+cos(8pai/17)+cos(16pai/17)]>0 a1=2[cos(6pai/17)+cos(10pai/17)+cos(12pai/17)+cos(14pai/17)]0 b1=2[cos(4pai/17)+cos(16pai/17)]0 c1=2[cos(12pai/17)+cos(14pai/17)]
正十七边形怎么尺规作图?
步骤一: 给一圆O,作两垂直的直径OA、OB, 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。
为什么正十七边形可尺规作图?
二千多年前,古希腊数学家曾深入研究过一类作图问题,即:如何利用尺规作内接正多边形。早在《几何原本》一书中,欧几里德就用尺规完成了圆内接正三边形、正四边形、正五边形,甚至正十五边形的作图问题。然而,似乎更容易完成的正7、9、11……边形却未能做出。让后来数学家尴尬的是,欧几里德之后的2000多年中,有关正多边形作图仍停留在欧几里德的水平上,未能向前迈进一步。因此,我们可以想象得到,当1796年年仅19岁的高斯宣布他发现了正十七边形的作图方法时,会在数学界引起多么巨大的震憾了。
不过,高斯的结果多少显得有些奇怪。他没有完成正七边形或正九边形等的作图,却偏偏隔下中间这一些直接完成了正十七边形。为什么第一个新做出的正多边形是正十七边形而不是正七、九边形呢?在高斯的伟大发现之后,问题仍然存在:正七边形或正九边形等是否可尺规完成?或者更清楚地阐述这个问题:正多边形的边数具有什么特征时,它才能用尺规做出?
在经过继续研究后,高斯最终在1801年对整个问题给出了一个漂亮的回答。高斯指出,如果仅用圆规和直尺,作圆内接正n边形,当n满足如下特征之一方可做出:
1) n=2^m;( 为正整数)
2) 边数n为素数且形如 n=2^(2^t)+1(t=0 、1、2……)。简单说,为费马素数。
3) 边数 n具有n=2^mp1p2p3...pk ,其中p1、p2、p3…pk为互不相同的费马素数。
由高斯的结论,具有素数p条边的正多边形可用尺规作图的必要条件是p为费马数。由于我们现在得到的费马素数只有前五个费马数,那么可用尺规作图完成的正素数边形就只有3、5、17、257、65537。进一步,可以做出的有奇数条边的正多边形也就只能通过这五个数组合而得到。这样的组合数只有31种。而边数为偶数的可尺规做出的正多边形,边数或是2的任意次正整数幂或与这31个数相结合而得到。