我已经证明出尺规三等分角是可能的,应向哪个部门去验证

如题所述

三等分角是古希腊三大几何问题之一。三等分角是古希腊几何尺规作图当中的名题,和化圆为方、倍立方问题被并列为古代数学的三大难题之一,而如今数学上已证实了这个问题无解。该问题的完整叙述为:在只用圆规及一把没有刻度的直尺将一个给定角三等分。在尺规作图(尺规作图是指用没有刻度的直尺和圆规作图)的前提下,此题无解。若将条件放宽,例如允许使用有刻度的直尺,或者可以配合其他曲线使用,可以将一给定角分为三等分。

公元前五、六百年间希腊的数学家们就已经想到了二等分任意角的方法,正像我们在几何课本或几何画中所学的:以已知角的顶点为圆心,用适当的半径作弧交角两的两边得两个交点,再分别以这两点为圆心,用一个适当的长作半径画弧,这两弧的交点与角顶相连就把已知角分为二等分。二等分一个已知角既是这么容易,很自然地会把问题略变一下:三等分怎么样呢?这样,这一个问题就这么非常自然地出现了。

公元前4世纪,托勒密一世定都亚历山大城。他凭借优越的地理环境,发展海上贸易和手工艺,奖励学术。他建造了规模宏大的“艺神之宫”,作为学术研究和教学中心;他又建造了著名的亚历山大图书馆,藏书75万卷。托勒密一世深深懂得发展科学文化的重要意义,他邀请著名学者到亚历山大城,当时许多著名的希腊数学家都来到了这个城市。

亚历山大城郊有一座圆形的别墅,里面住着一位公主。圆形别墅中间有一条河,公主的居室正好建立在圆心处。别墅南北围墙各开了一扇门,河上建了一座桥,桥的位置和南北门位置恰好在一条直线上。国王每天赏赐的物品,从北门运进,先放到南门处的仓库,然后公主再派人从南门取回居室。

一天,公主问侍从:“从北门到我的卧室,和从北门到桥,哪一段路远?”侍从不知道,赶紧去测量,结果是两段路一样远。

过了几年,公主的妹妹小公主长大了,国王也要为她修建一座别墅。小公主提出她的别墅要修得像姐姐的别墅那样,有河,有桥,有南北门。国王满口答应,小公主的别墅很快就动工了,当把南门建立好,要确定桥和北门的位置时,却出现了一个问题:怎样才能使得北门到卧室和北门到桥的距离一样远呢?

已知南门位置为P,卧室(圆心)为O,设北门位置为Q,桥为K,

三等分角

要确定北门的和桥的位置,关键是做出∠OPQ,设PO和河流的夹角是α

由 QK=QO,

得 ∠QKO=∠QOK

但是∠QKO=α+∠KPO,

又∠OQK=∠OPK

所以在△QKO中,

∠QKO+∠QOK+∠OQK

=(α+∠KPO)+(α+∠KPO)+∠KPO

=3∠KPO+2α=180

即∠KPO=(180-2α)/3

只要能把180-2α这个角三等分,就能够确定出桥和北门的位置了。解决问题的关键是如何三等分一个角。

但是不存在能三等分任意给定角的纯尺规方法。

工匠们试图用尺规作图法确定出桥的位置,可是他们用了很长的时间也没有解决。于是他们去请教阿基米德。

阿基米德用在直尺上做固定标记的方法,解决了三等分一角的问题,从而确定了北门的位置。正当大家称赞阿基米德了不起时,阿基米德却说:“这个确定北门位置的方法固然可行,但只是权宜之计,它是有破绽的。”阿基米德所谓的破绽就是在尺上做了标记,等于是做了刻度,这在尺规作图法中则是不允许的。

这个故事提出了一个数学问题:如何尺规三等分任意已知角,这个问题连阿基米德都没有解答出来。

为了阐述尺规作图的可能性的充要条件,首先需要把几何问题转换成代数的语言。一个平面作图问题,前提总是给了一些平面图形,例如,点、直线、角、圆等,但是直线是由二点决定的,一个角可由其顶点和每边上取一点共三点决定的,圆由圆心和圆周的一点决定,所以平面几何作图问题总可以归结为给定n个点即n个复数

(当然还有z0=1)。尺规作图过程也可以看作利用圆规和直尺不断得到新的复数,所以问题就变成为:给了一批复数

和z0,能否从

出发利用尺规得到预先希望得到的复数Z。为讨论方便给出如下递归定义:[1] 

定义:设S={Z0=1,Z1,... Zn}是n+1个复数,将

(1) Z0=1,Z1,... Zn叫做S-点;

(2) 过两个不同的S-点的直线叫S-直线,以一个S-点为圆心、任意两个S-点之间的距离为半径的圆叫S-圆;

(3) 由S-直线与S-直线、S-直线与S-圆、S-圆与S-圆相交的点也叫S-点。

上面这个定义完全刻画了尺规作图过程,如果以P表示全体S-点的集合,那么P也就是从S={Z0=1,Z1,... Zn}出发通过尺规作图所得到的全部复数。

定理:设Z1,... Zn(n≥0)为n个复数。设F= Q(Z1,... Zn,Z1',... Zn'),(Z'代表共轭复数),那么,一个复数Z可由S={Z0=1,Z1,... Zn}作出的充要条件是 Z属于F(u1,... un)。 其中u12属于F, ui2属于F(u1,... ui-1)。换言之,Z含于F的一个2次根号扩张。

系:设S={Z0=1,Z1,... Zn},F= Q(Z1,... Zn,Z1',... Zn'),Z为S-点,则 [ F(z) :F] 是2的方幂。

以下证明三等分任意角不可能性,证明尺规作图不能三等分60度角:

证明:所谓给了60度角,相当于给了复数Z1=1/2+√3/2 i。从而S={Z0=1, Z1},F=Q(z1, z1')=Q(√-3)。如果能作出20度角,当然也能得到cos20,但是cos20满足方程 4x3-3x-1/2=0,即8x3-6x-1=0。由于8x3-6x-1在Q[x]中不可约,从而[Q(cos20):Q]=3,于是

6=[ Q(cos20, √-3):Q] = [F(cos20):Q]=[F(cos20):F] [F:Q]

由于[F:Q]=[Q(√-3):Q]=2,所以[F(cos20):F]=3,根据上面的系可知cos20不是S-点 ,从而20度不可能三等分。

希望我能帮助你解疑释惑。

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第1个回答  2019-02-23

您证明出来啦!

那好...

先点这里

先当众说明这个证明为什么是错的.

如果你想尺规三等分角,那么先请推翻既已论证是"不可能"的过程,否则说明阁下的证明是乱来的,没有任何发去什么部门验证的必要.

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第2个回答  2019-11-08
不可能。早已经证明了“三等分角尺规作图不能”。
如果你真的证明了,不妨写成论文,进行发表。
第3个回答  2019-11-08
尺规三等分角是作图不能问题。如果你认为你可以进行尺规三等分角,可以把你的作法写成论文,投稿到公开刊物上发表,会有专家进行论证验证的。估计是不能发表的。
第4个回答  2019-11-08
三大几何不能的问题,三等分角,立方倍积,化圆为方,前人已有定论,并且得到数学界一致公认,
几何尺规作图,一把圆规,一般没有刻度的直尺,直尺只能过两点画直线,圆规只能以一点为圆心并且过圆上另一点画圆,圆弧和直线可以两两相交得出交点,