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詠尺規(guī)作圖

 遇見數(shù)學(xué) 2020-10-31

圓規(guī)直尺,各司專能:
可連兩點(diǎn),或作弧形。
腳距任意,長(zhǎng)度無窮。
孰陋之有?遇智則靈。

乘除加減,何者為憑?
全等相似,馬到功成。
后繼勾股,開方以弘。
反演定理,花添錦綾。

二分角線,垂直平行。
阿氏十問,名家鐘情。
三題古怪,難倒英雄。
分圓奇術(shù),高斯神童。

單尺單規(guī),更顯水平。
究其根本,數(shù)與形同。
再接再厲,忽暗忽明。
嘆為觀止,或稱屠龍。

▌注解:
第一段講尺規(guī)作圖工具的效能,直尺可以連接兩點(diǎn)或延長(zhǎng)直線,圓規(guī)可以作圓。所謂“可作”是公理意義上的,圓規(guī)兩腳距離可為任意長(zhǎng)度,直尺長(zhǎng)度亦為任意,故曰“何陋之有?”

第二段講尺規(guī)作圖的理論依據(jù),最基本的線段的四則運(yùn)算可以通過全等和相似得到,而開方運(yùn)算可以通過勾股定理得到,另有反演定理,功能強(qiáng)大,可解決更復(fù)雜的問題。

第三段講尺規(guī)作圖的常見題目,首二句指常見基本問題,次二句指阿波羅尼奧斯問題,共分十個(gè)小問題,再次指所謂三大作圖難題,已知不可作出,最后指高斯十七等分圓周事。

第四段指單尺單規(guī)作圖法,已知單規(guī)效能與尺規(guī)相同,單尺配合一個(gè)已知圓心的圓與尺規(guī)效能相同,但因限制作圖工具,往往難于求解,故曰“忽暗忽明”且逐漸脫離實(shí)際,已近屠龍之術(shù)。

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