幾何作圖乘除法及開方

下面的說明中,假設’1’已知,線段r1,r2,r可以做出。

1. 已知道線段長度為r,求做1/r。

畫法:以”1”為單位1做數軸,在數軸上截取線段01=1,0r=r,過數軸原點任意做一條射線OP。以1為半徑,0為圓心做圓與OP相交於r’,連接r,r’。過數軸上的單位1點做rr’的平行線與OP相交於x’,以O為圓心,Ox’為半徑做圓與數軸相交於x點,則Ox=1/r

幾何作圖乘除法及開方

2. 已知道線段長度為r1,r2,求做r1*r2

畫法:以”1”為單位1做數軸,在數軸上截取線段01=1,0r1=r1,0r2=r2,以O為端點做射線OP,以O為圓心Or2為半徑做圓與OP交於z點,連接z與數軸上的1點,過r1點做直線r1x’//z-1與射線0P相交於x’,以0為圓心,0x’為半徑做圓與數軸相交於x點,則0x即為r1*r2。

幾何作圖乘除法及開方

3.① 已知道線段長度為r,求做√r

畫法:以”1”為單位1做數軸,以O為圓心,“1”為半徑做圓與數軸相交於兩點分別為1,-1。以O為圓心,r為半徑做圓與數軸相交於r點,找出-1-r線段的中點M,再以M為圓心,Mr為半徑做圓M。過原點O做數軸的垂直線Oz與圓M相交於z,則Oz=√r

幾何作圖乘除法及開方

由1,2,3我們知道,對二次方程ax

2+bx+c=0來說,只要a,b,c可以做出來,我們就可以用尺規做出方程的兩個根來。

由畫法1,我們可以畫出數軸上任意的有理數出來。這是因為只要給出1的點,我們就可以用圓規畫出。。。。。-n,。。。,-2,-1,2,3,。。。。n任意的分數的整數部分可以畫出來,真分數部分可以表達成m/n,只需畫出1/n,當然就能畫出m/n了。實際操作當然不需要這樣搞,但對理論是有意義的。二次根式也是可以畫出來的,任意的點就不能保證畫出來了,因為圓方程對應二次方程,與圓方程聯立,或者與直線方程聯立只能得到2次方程,解就相當於可畫出的點。缺乏構造三次方程解的方法,因此三次根式也許尺規作圖畫不出來。但是證明就囉嗦得很,因為這對應著古典幾何的千年畫法難題呢。


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