尺规作图三等分点怎么画,三等分点用尺规作图怎么画

我依稀记得在十年前,我的数学老师曾多次提及:”尺规作图:求一条线段的三等分点”、”尺规作图:求一只角的三等分角”是数学史上的一大难题,就像陈景润先生一生追求的哥德巴赫猜想一样,是可以追求一生的难题。

不久前我在网上搜索过一些资料标注着解决了”尺规作图:求一条线段的三等分点”但是仔细看时才明白并非如此。首先,尺规作图所用的尺是无刻度的尺,因而他不能直接作出直角与平行线。其次,即使真解决了”求三等分点”问题(因为文章没有证明内容),那是否容我疑问”求五等分点”问题解决了么?

因而本文以求证”尺规作图:求一条线段的五等分点”的内容详述”求n等分点”的方法(n可以取任意素数)

方法一:

问题:求一条线段AB的五等分点。

尺规作图:求一条线段的n等分点

答:

1:用尺规为线段AB做中垂线,得到线段中点o。

尺规作图:求一条线段的n等分点

2:用圆规画圆,圆o

尺规作图:求一条线段的n等分点

3:在空白处做提条射线L,截取一段线段命名L1,及一段5倍的L1线段,命名L5。(长度:L5=5*L1)

(此处需注意,所截取的线段L1需要主观预判,使L5小于线段AB长度,否则无法进行下一步)

尺规作图:求一条线段的n等分点

4:用圆规截取L5的长度,然后以线段AB的A为圆心,L5为半径做圆弧,于圆o相交,交点命名为点C。连接AC、BC。

用圆规截取L1的长度,然后以线段AB的A为圆心,L1为半径做圆弧,于线段AC相交,交点命名点a,之后以交点a为圆心,L1为半径做圆弧,于线段aC相交,交点命名b。如图

尺规作图:求一条线段的n等分点

5:用尺规为线段Ab做中垂线,中垂线与AB的交点命名为f1。则f1为线段AB的五分之一点。

尺规作图:求一条线段的n等分点

证明:

∵o是线段AB的中点,C是圆o上的点

∴∠ACB是直角

∵直线af1是线段Ab的中垂线

∴∠Aaf1是直角

∵∠CAB是△ABC与△aAf1的共用的角

∴△ABC∽△aAf1

∵线段Aa长度是L1,线段AC长度是L5,L5=5*L1

∴长度Aa*5=AC

∴长度Af1*5=AB

即f1是AB的五分之一点。

方法二:

问题:求一条线段AB的五等分点。

尺规作图:求一条线段的n等分点

答:

1:另起一空白处,做向任意方向做一条射线L,截取一段线段命名L1,及一段5倍的L1线段,命名L5。(长度:L5=5*L1)

(此处可以个人估量L1为五分之一长度的AB,该条件并非必须)。

尺规作图:求一条线段的n等分点

2:以A、B两点做圆心,用圆规截取长度为L5的圆弧相交于C、D。在AC线段上做圆弧,以A为圆心,用圆规截取长度为L1的圆弧相交AC于a。以a为圆心,用圆规截取长度为L1的圆弧相交AC于b,同理可得点c、d和a\’、b\’、c\’、d\’。

尺规作图:求一条线段的n等分点

3:连接ad\’与AB交于f1点,连接bc\’与AB交于f2点,连接cb\’与AB交于f3点,连接da\’与AB交于f4点。则f1、f2、f3、f4是线段AB的五分之一点。

尺规作图:求一条线段的n等分点

证明:

∵线段AB=BC=BD=AD,AB=AB

∴△ABC≌△ABD

∴∠CAB=∠DBA

∵∠Af1a与∠d\’f1B是对顶角

∴∠Af1a=∠d\’f1B

∴△Aaf1∽△f1Bd\’

∵Bd\’=4*L1=4*aA

∴Bf1=4*Af1

即f1为线段AB的五分之一点

同理可得

f2、f3、f4也为线段AB的五分之一点

结尾:

以上两种方法均可以求证”七等分点””十一等分点”等类似问题。希望有更多数学系或对数学有兴趣的小伙伴能受用。

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