这是另一个上古遗留的数学问题。
用尺规很容易将一条线段三等分,于是人们就想,能不能将一个角也三等分呢?
显然,真的很显然。
有的角是可以三等分的,比如90°的三等分角是30°,是可以实现的;
而有的角是不能三等分的,比如60°的三等分角是20°,它就没办法实现。
有兴趣的朋友可以试一试,如果你能用尺规作图弄出20°角,可以发给我,我们把它放在头条上讨论。在我这里,只关注有趣,不关注是否正确和严谨。
那么,有没有办法三等分任意角呢?其实也是有的,不过不是严格的尺规作图而已。
我这里还是介绍两个,一个比较物理,一个比较数学。
先说比较物理的。
拿几根木条,制作一个工具,如图。
其中DE=DO=OC,
E点是可以转动的
D点不能动
O,C是可以在角两边上滑动
运用简单的几何计算,如图,我们就知道,3∠E=∠BOC
这个工具叫三等分角仪,制作技巧不是很高,你也可以在家做一个,是阿基米德发明的。
高手神作!
再说一个比较数学的。
我们已经确定的是,我们可以平分一个角,这个没问题。
也就是,我可以作
这个很关键,接下来我们要用它玩一个数学魔术。
我们逆时针作一个角α的一半,就是
再顺时针作上一个角的一半,就是
再逆时针作上一个角的一半,就是
一直做下去,直到。。。。永远!
原理呢?我保证你高中就学过。
我们做出来的角显然是一个等比数列前n项和
当n越大时,其和越接近三等分角
从数学上说,当n→∞时,就三等分了。
当然,这只能是纯数学思考,谁也不能无穷次操作尺规,对不?
一个引申出来的问题:用尺规可以作多大的角?
显然,180°、90°、45°……可以,它们是180°的各种平分角
60°可以通过正三角形作出,
30°、15°……也可以,它们是60°的各种平分角
其他角嘛……想了半天,只想到一类。
上一篇我们提到的集合A,里面是我们能用尺规作图画出来的线段。
如果一个角的正弦、余弦或正切是A集合中两个数之比,那我们就可以作出这个角。
比如
这样的角都可以用尺规作图画出来。
还有没有其他类型,亲爱的,你也可以试着想一想哦。
我保证,只好玩,不考试。