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文档简介
1、论用圆规和直尺能将一个角三等分(续文) 对于此题的证明,是在通过具体解题过程得出解题结果之后,对于这一具体解题结果的正确与否所进行的证明。通过本人的不懈努力,在三十多年的证明研究过程中,经过了数百次的反复纠改,终使这一结果得到了严谨的理论证实。 解题步骤: 参见图1,以任意角的顶点o为原点,以任意长为单位,分别在角的两个边上连续截取三个相等的单位,令第一个单位上的点分别为e、f,令第三个单位上的点分别为p、q。以p点为圆心,以e、f两点距离为半径在角内划弧,再从e、f两点引出切线与该弧相切,两条切线相交于点b,以同样的方法以q点为圆心,可得另一交点c。b、c两点就是角的三等分线所经过的点。 以
2、o点为圆心,以ob或oc的长度为半径在角内划弧,分别交角的两边于a、d两点。连接ab、bc和cd,若能证明出ab=bc,或bc=cd,则说明b、c两点,就是角的三等分线所经过的点。因为oe=of,oa=od,op=oq,ab=cd,所以,ef、ad、pq、bc都是关于角平分线对称的点。 证明过程: 参见图2,首先连接p、q,交eb于 点h,交fc于点r。因为op=3oe,oq=3of,所以,pq=3ef,所以ph=hr=rq。连接ad,便得adbc,且adef。连接er,交ad于n,再连接fh交ad于m。因此m、n两点也是关于角平分线对称的点,所以mb=nc,同时便得出一个等腰梯形nmbc,则
3、有bn=mc。 因为ef=rq,所以nd=rq,所以nd=bc,所以四边形nbcd是一个平行四边形,若证明出四边形nbcd为菱形,就可以说明bc两点就是角的三等分线所经过的点。 参见图3,以n点为圆心,以bc长为半径画弧,交am于w点;连接wb并延长到等于一倍wb长的一点z,则有wb=nc,bz=nc,所以,wb=mb(等量代换)。 过m点作nc的平行线,交bn于k,交bc于g,则有bz=mg,再以b点为圆心,以wb长为半径划弧,交由m点所作的与nc相平行的线于t点,连接bt则有wb=mb=bz=bt,连接zt和tc以后,若能证明z、t、c三点是在同一直线上的点,整个问题就可以应刃而解。 此题
4、的证明,是需要通过多步骤比较复杂的过程才可以完成的,为此,我们将要对于本题进行分步证明: 证明z、t、c三点在一条直线上证明wt=mz 证明bc=cd。 通过对于这个问题进行一系列的推导以后,我们得出已知条件是:wb=bz=mb=bt,wn=bc,wznc 。 证明:wzmt,mb=bt(已知) wbm=bmg(内错角相等) bmg=btk(等腰三角形底角相等) wbm=btk(等量代换) 又四边形nmbc是一个等腰梯形(推导) n、m、b、c四点是在同一圆周上的点 mb=bt,wbm=btk(已知) btk是同弧上的圆圆角 t、n、m、b、c五点都是同一圆周上的点 四边形nbtc也是一个等腰
5、梯形 tcbn kt=bz z、t、c三点是同一直线上的点 第一步证毕 bz=mg=kt(证知)mg=kt(等量代换) 四边形mbzg和wbtk都是菱形 bmg=btk,bmg=bzg(证知) bzg=btk(等量代换) bwk=bmg=bzg=btk(等量代换) 又wb=bz=mb=bt(已知) 菱形bwktbmgz wt=mz 四边形wztm是一个等腰梯形 第二步证毕 wznc(已知) 四边形nmtc也是等腰梯形 nt=mc bc=tn,bn=mc (等腰梯形对角线相等) bn=bc (等量代换) bn=cd,bc=cd b、c两点就是角的三等分线所经过的点。 结论:通过具体的做法所得出的
6、在同一圆周上的四个点当中,在已被确定了不相邻的两个弦处于相等的状态下,又证明出了相邻的各个弦都能得出相等的结果,说明用圆规和直尺将一角三等分是一个完全可以实现的理论现实。 通过对于这一问题的严格证明,不仅是证明了一角三等分是可行的现实,而且还可以自然的形成一个几何定理。以任意角的顶点o为原点,以任意长为单位分别在角的两个边上连续截取三个相等的单位,以第三个单位的任意一点为圆心,以第一个单位长的两点的距离为半径在角内划弧,再分别从第一个单位上的点引出切线与该弧相切,两条切线的交点就是角的三等分线所经过的点。我们将此确定为切线相交定理。 总结: 对于三等分任意角的问题,只要是能将90度以内的角给予等分以后,对于其它的任意角也都可以通过减去90度的方法来对于所有的任意角进行全面的三等分。 用圆规和直尺将一角三等分,是一个只有做题要求而没有给出任何已知条件的几何题,类似这样的问题,它既不是作图题,也不是证明题,而是一种需要利用圆规和直尺来达到某种目的的特殊类型的几何题,作图题和证明题都是需要具备充分的已知条件的,唯有这一类型的几何题没有已知条件。它不仅是体现在等分的问题上,在其他的方面也都可以加以运用,立方体加倍的问题,就是通过尺规的作用来得以实现的,
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