作圆内接正五边形
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正五边形尺规作图的画法与其他正五边形的画法第一种:圆内接正五边形的画法如下:1、作一个圆,设它的圆心为O;2、作圆的两条互相垂直的直径AZ和XY;3、作OY的中点M;4、以点M为圆心,MA为半径作圆,交OX于点N;5、以点A为圆心,AN为半径,在圆上连续截取等弧,使弦AB=BC=CD=DE=AN,则五边形ABCDE即为正五边形.第二种作法:1. 以O为圆心,半径长为R画圆,并作互相垂直的直径MN和AP;2. 平分半径OM于K,得OK=KM;3. 以K为圆心,KA为半径画弧与ON交于H, AH即为正五边形的边长;4. 以AH为弦长,在圆周上截得A、B、C、D、E各点,顺次连结这些点.五边形ABCDE即为所求.第三种:圆内接正五边形的画法如下:1、作一个圆,设它的圆心为O;2、作圆的两条互相垂直的直径AZ和XY;3、作OY的中点M;4、以点M为圆心,MA为半径作圆,交OX于点N;5、以点A为圆心,AN为半径,在圆上连续截取等弧,使弦AB=BC=CD=DE=AN,则五边形ABCDE即为正五边形.以上两种图形的作法运用了所求图形边长与已知的线段长度的关系,用构造直角三角形的方法作出与所求图形的边长相等的线段,从而作出整个图形,这是尺规作图中常用的一种方法——等线段法,即用已知图形的线段作出与所求图形边长相等的线段.正多边形的尺规作图是大家感兴趣的.正三边形很好做;正四边形稍难一点;正六边形也很好做;正五边形就更难一点,但人们也找到了正五边形的直规作图方法.确实,有的困难一些,有的容易一些.正七边形的尺规作图是容易一些,还是困难一些呢?人们很久很久未找到作正七边形的办法,这一事实本身就说明作正七边形不容易;一直未找到这种作法,也使人怀疑:究竟用尺规能否作出正七边形来?数学不容许有这样的判断:至今一直没有人找到正七边形的尺规作图方法来,所以断言它是不能用尺规作出的.人们迅速地解决了正三、四、五、六边形的尺规作图问题,却在正七边形面前止步了:究竟能作不能作,得不出结论来.这个悬案一直悬而未决两千余年.17世纪的费马,就是我们在前面已两次提到了的那个法国业余数学家,他研究了形如Fi 〔i为右下角标〕=22i〔底数2指数2的i次幂〕+1 的数.费马的一个著名猜想是,当n≥3时,不定方程xn+yn=zn没有正整数解.现在他又猜测Fi都是素数,对于i=0,1,2,3,4时,容易算出来相应的Fi:F0=3,F1=5,F2=17,F3=257,F4=65 537验证一下,这五个数的确是素数.F5=225+1是否素数呢?仅这么一个问题就差不多一百年之后才有了一个结论,伟大的欧拉发现它竟不是素数,因而,伟大的费马这回可是猜错了!F5是两素数之积:F5=641×6 700 417.当然,这一事例多少也说明:判断一个较大的数是否素数也决不是件简单的事,不然,何以需要等近百年?何以需要欧拉这样的人来解决问题?更奇怪的是,不仅F5不是素数,F6,F7也不是素数,F8,F9,F10,F11等还不是素数,甚至,对于F14也能判断它不是素数,但是它的任何真因数还不知道.至今,人们还只知F0,F1,F2,F3,F4这样5个数是素数.由于除此而外还未发现其他素数,于是人们产生了一个与费马的猜想大相径庭的猜想,形如22i+1的素数只有有限个.但对此也未能加以证明.当然,形如Fi=22i+1的素数被称为费马素数.由于素数分解的艰难,不仅对形如Fi=22i+1的数的一般结论很难做出,而且具体分解某个Fi也不是一件简单的事.更加令人惊奇的事情发生在距欧拉发现F5不是素数之后的60多年,一位德国数学家高斯,在他仅20岁左右之时发现,当正多边形的边数是费马素数时是可以尺规作图的,他发现了更一般的结论:正n 边形可尺规作图的充分且必要的条件是n=2k〔2的k次幂〕或2k×p1×p2×…×ps,〔1,2…s为右下角标〕其中,p1,p2,…,ps是费马素数.正7边形可否尺规作图呢?否!因为7是素数,但不是费马素数.倒是正17边形可尺规作图,高斯最初的一项成就就是作出了正17边形.根据高斯的理论,还有一位德国格丁根大学教授作了正257边形.就这样,一个悬而未决两千余年的古老几何问题得到了圆满的解决,而这一问题解决的过程是如此的蹊跷,它竟与一个没有猜对的猜想相关连.正17边形被用最简单的圆规和直尺作出来了,而正多边形可以换个角度被视为是对圆的等分,那么这也相当于仅用圆规和直尺对圆作了17等分,其图形更觉完美、好看.高斯本人对此也颇为欣赏,由此引导他走上数学道路<他早期曾在语言学与数学之间犹豫过>,而且在他逝后的墓碑上就镌刻着一个正17边形图案.高斯把问题是解决得如此彻底,以致有了高斯的定理,我们对于早已知道如何具体作图的正三边形、正五边形,还进而知道了它们为什么能用尺规作图,就因为3和5都是费马素数<3=F0,5=F1>;对于很久以来未找到办法来作出的正七边形,乃至于正11边形、正 13边形,现在我们能有把握地说,它们不可能由尺规作图,因为7、11、13都不是费马素数;对于正257边形、正65 537边形,即使我们不知道具体如何作,可是理论上我们已经知道它们是可尺规作图的;此外,为什么正四边形、正六边形可尺规作图呢?因为4=22,因为6= 2· 3而 3=F0.。
圆五等分最简单的方法
圆的五等分画法
1、设该圆中心为O点,做圆O直径AB;
2、在此圆中再作一直径CD,使CD垂直于AB;
3、以半径OA的中点M为圆心,以MC为半径作弧交线段AB于点N;
4、连结NC。
则线段NC即该圆的内接正五边形边长。
5、做出正五边形,由等边对等弧即可将圆五等分了。
圆是一种几何图形,指的是平面中到一个定点距离为定值的所有点的集合。
这个给定的点称为圆的圆心。
作为定值的距离称为圆的半径。
当一条线段绕着它的一个端点在平面内旋转一周时,它的另一个端点的轨迹就是一个圆。
圆的直径有无数条;圆的对称轴有无数条。
圆的直径是半径的2倍,圆的半径是直径的一半。
用圆规画圆时,针尖所在的点叫做圆心,一般用字母O表示。
连接圆心和圆上任意一点的线段叫做半径,一般用字母r表示,半径的长度就是圆规两个角之间的距离。
通过圆心并且两端都在圆上的线段叫做直径,一般用字母d表示。
圆是平面上的曲线图形,是一个轴对称图形,它的对称轴是直径所在的直线,圆有无数条对称轴。
正五边形尺规作图方法赏析作者:谢俊峰来源:《数学大世界·上旬刊》2018年第11期尺规作图是起源于古希腊的数学课题。
历史上最先明确提出尺规限制的是希腊天文学家、数学家伊诺皮迪斯。
由于对尺规作图的限制,使得一些貌似简单的几何作图问题无法解决。
最著名的是古希腊最有影响力的四大数学学派之——巧辨学派提出的三大著名尺规作图问题:倍立方问题、化圆为方问题、三等分角,当然,这三个问题都已被证明不可能用尺规作图来解决。
尺规作图中有许多有趣的问题,其中作正多边形就是其中一种。
大家认为这是一个简单的问题,但在操作中我们知道,正四邊形、正五边形、正六边形都比较简单,但到正七边形、正九边形却遇到了很大的困难,最终解决这个问题的是伟大的数学家高斯,他给出了可用尺规作图的正多边形的条件:尺规作图正多边形的边数目必须是2的非负整数次方和不同的费马素数的积。
本文提供正五边形的几种作图方法,供大家赏析。
一、已知圆的半径为r,求作圆的内接正五边形作法1:如图1,作圆O的任意半径OA1,A1B⊥OA1,并使得A1B=1/2OA1,连接BO,以B为圆心,删,为半径作弧截BO于点C,以O为圆心、0C为半径作弧截0A1于点M,以点A1起顺次截取等于0M的弦A1B2,A2B3,…,A10A1,将A2、A4、A6、A8、A10顺次连接,即为圆的内接正五边形。
作法2:如图2,作互相垂直的直径AM,BN,作0N的垂直平分线交ON于点E,以E为圆心、EA为半径作弧交OB于点F,从点A起顺次在圆上截取等于AF的弦,AA1、A1A2、A2A3、A3A4、A4A,顺次连接A、A1、A2、A3、A4、A,即得到正五边形。
作法3:如图3,任作圆O的半径OA,,过O点作OA1的垂线OB交圆O于点B,取OB的中点C,作∠OCA1的角平分线CD交于点D,过D点作DA2⊥OA1交圆O于点A2,从点A2起顺次在圆上截取等于A1A2的弦A2A3、A3A4、A4A5,顺次连接A1、A2. A3、A4.A5、A,即得到正五边形。
正五边形尺规作图的画法及其他正五边形的画法圆内接正五边形的画法如下:1、作一个圆,设它的圆心为O;2、作圆的两条互相垂直的直径AZ和XY;3、作OY的中点M;4、以点M为圆心,MA为半径作圆,交OX于点N;5、以点A为圆心,AN为半径,在圆上连续截取等弧,使弦AB=BC=CD=DE=AN,则五边形ABCDE即为正五边形。
以上两种图形的作法运用了所求图形边长与已知的线段长度的关系,用构造直角三角形的方法作出与所求图形的边长相等的线段,从而作出整个图形,这是尺规作图中常用的一种方法——等线段法,即用已知图形的线段作出与所求图形边长相等的线段。
正多边形的尺规作图是大家感兴趣的.正三边形很好做;正四边形稍难一点;正六边形也很好做;正五边形就更难一点,但人们也找到了正五边形的直规作图方法.确实,有的困难一些,有的容易一些.正七边形的尺规作图是容易一些,还是困难一些呢?人们很久很久未找到作正七边形的办法,这一事实本身就说明作正七边形不容易;一直未找到这种作法,也使人怀疑:究竟用尺规能否作出正七边形来?数学不容许有这样的判断:至今一直没有人找到正七边形的尺规作图方法来,所以断言它是不能用尺规作出的.人们迅速地解决了正三、四、五、六边形的尺规作图问题,却在正七边形面前止步了:究竟能作不能作,得不出结论来.这个悬案一直悬而未决两千余年.17世纪的费马,就是我们在前面已两次提到了的那个法国业余数学家,他研究了形如Fi (i为右下角标)=22i(底数2指数2的i次幂)+1 的数.费马的一个著名猜想是,当n≥3时,不定方程xn+yn=zn没有正整数解.现在他又猜测Fi都是素数,对于i=0,1,2,3,4时,容易算出来相应的Fi:F0=3,F1=5,F2=17,F3=257,F4=65 537验证一下,这五个数的确是素数.F5=225+1是否素数呢?仅这么一个问题就差不多一百年之后才有了一个结论,伟大的欧拉发现它竟不是素数,因而,伟大的费马这回可是猜错了!F5是两素数之积:F5=641×6 700 417.当然,这一事例多少也说明:判断一个较大的数是否素数也决不是件简单的事,不然,何以需要等近百年?何以需要欧拉这样的人来解决问题?更奇怪的是,不仅F5不是素数,F6,F7也不是素数,F8,F9,F10,F11等还不是素数,甚至,对于F14也能判断它不是素数,但是它的任何真因数还不知道.至今,人们还只知F0,F1,F2,F3,F4这样5个数是素数.由于除此而外还未发现其他素数,于是人们产生了一个与费马的猜想大相径庭的猜想,形如22i+1的素数只有有限个.但对此也未能加以证明.当然,形如Fi=22i+1的素数被称为费马素数.由于素数分解的艰难,不仅对形如Fi=22i+1的数的一般结论很难做出,而且具体分解某个Fi也不是一件简单的事.更加令人惊奇的事情发生在距欧拉发现F5不是素数之后的60多年,一位德国数学家高斯,在他仅20岁左右之时发现,当正多边形的边数是费马素数时是可以尺规作图的,他发现了更一般的结论:正n边形可尺规作图的充分且必要的条件是n=2k(2的k次幂)或2k×p1×p2×…×ps,(1,2…s为右下角标)其中,p1,p2,…,ps是费马素数.正7边形可否尺规作图呢?否!因为7是素数,但不是费马素数.倒是正17边形可尺规作图,高斯最初的一项成就就是作出了正17边形.根据高斯的理论,还有一位德国格丁根大学教授作了正257边形.就这样,一个悬而未决两千余年的古老几何问题得到了圆满的解决,而这一问题解决的过程是如此的蹊跷,它竟与一个没有猜对的猜想相关连.正17边形被用最简单的圆规和直尺作出来了,而正多边形可以换个角度被视为是对圆的等分,那么这也相当于仅用圆规和直尺对圆作了17等分,其图形更觉完美、好看.高斯本人对此也颇为欣赏,由此引导他走上数学道路(他早期曾在语言学与数学之间犹豫过),而且在他逝后的墓碑上就镌刻着一个正17边形图案.高斯把问题是解决得如此彻底,以致有了高斯的定理,我们对于早已知道如何具体作图的正三边形、正五边形,还进而知道了它们为什么能用尺规作图,就因为3和5都是费马素数(3=F0,5=F1);对于很久以来未找到办法来作出的正七边形,乃至于正11边形、正 13边形,现在我们能有把握地说,它们不可能由尺规作图,因为7、11、13都不是费马素数;对于正257边形、正65 537边形,即使我们不知道具体如何作,可是理论上我们已经知道它们是可尺规作图的;此外,为什么正四边形、正六边形可尺规作图呢?因为4=22,因为6= 2· 3而 3=F0.。