這是去年研究生剛開學(xué)遇到的一個(gè)問(wèn)題,現(xiàn)在上傳來(lái)備忘冷守。
關(guān)于百度經(jīng)驗(yàn)“任意正多邊形的畫法”的幾點(diǎn)思考
大家記得上周五寶哥在課上提了一個(gè)問(wèn)題:“如何用尺規(guī)做出正多邊形根悼?”有同學(xué)就在百度經(jīng)驗(yàn)上看到一條“任意正多邊形的畫法”,鏈接貼在這里https://jingyan.baidu.com/article/4f7d5712e1df2c1a2019272b.html
我們就一起思考這種方法能做出正多邊形的原理改抡。經(jīng)過(guò)我與同學(xué)的討論與探究售淡,得出的結(jié)論是:因?yàn)樗缅e(cuò)誤的方法(精確地講是不精確的方法)來(lái)糊弄我們斤葱。下面我想把我的證明過(guò)程與大家分享和探討慷垮。
大概就是上圖這個(gè)樣子。百度經(jīng)驗(yàn)是用AutoCAD作圖揍堕,前四步的目的就是把小圓的直徑8等分料身。因?yàn)锳utoCAD是無(wú)法將任意一條線段八等分的,要是你拉的這條線段長(zhǎng)是個(gè)無(wú)理數(shù)呢……
后面幾步的目的說(shuō)白了就是畫了一條線段OH衩茸,再連接各點(diǎn)就行了芹血。假設(shè)小圓半徑是1,不難得出楞慈,OH=幔烛。也就是說(shuō),找到這個(gè)H點(diǎn)就搞定囊蓝!如何證明畫出的是正多邊形饿悬?我采用反證法,即已知是正多邊形聚霜,求證OH的長(zhǎng)度是否為狡恬。
假設(shè)是正多邊形,則∠BOA=45°蝎宇。設(shè)∠OBA=x傲宜,∠OAH=y。用正弦定理列幾個(gè)方程夫啊。已知OA=1/2,OB=1辆憔,∠HOA=90°撇眯。得到,∠OHA=90°-y虱咧,∠OAB=180°-y熊榛。
在三角形AOB中,
在三角形AOH中腕巡,
并且玄坦,
將上述已知條件帶入三個(gè)公式,得到
與
矛盾绘沉,所以這作圖方法錯(cuò)誤煎楣。
很有趣的事情是,這兩個(gè)值只相差了約0.02车伞。所以择懂,百度經(jīng)驗(yàn)的做法只是一種粗略的作圖方法,根本不嚴(yán)謹(jǐn)另玖。
擴(kuò)展延伸
按照上面的思路困曙,我們只要求出OH的長(zhǎng)度就能畫出正多邊形了表伦。然而有兩個(gè)遺留的問(wèn)題。
第一慷丽,不同多邊形所要找的OH長(zhǎng)度相同嗎蹦哼?按照上述方法,你很快能找到答案要糊,并且還能推出一個(gè)萬(wàn)能公式纲熏。
第二,[endif]我們這是用反證法證明的杨耙,也就是說(shuō)這證明了充分性赤套,還未證明必要性。認(rèn)真思考我們的充分條件珊膜,看似是已知一個(gè)正多邊形容握,其實(shí)是已知∠BOA的數(shù)值。我們并沒(méi)有證明已知OH的情況下能畫出對(duì)應(yīng)的正多邊形车柠。如何證明呢剔氏?感興趣的朋友可以去試一下,我用的還是反證法竹祷。如果你證明出來(lái)不能谈跛,那么恭喜你,你又找出了那個(gè)百度經(jīng)驗(yàn)的一個(gè)錯(cuò)誤塑陵,而且這個(gè)結(jié)果對(duì)于你前面的所有思考將是一個(gè)災(zāi)難感憾;如果你證明出來(lái)能,那就太棒了令花,這將成為畫多邊形的一個(gè)萬(wàn)能方法阻桅,任意多邊形理論上都可以畫出。
總之兼都,這篇百度經(jīng)驗(yàn)在我看來(lái)是錯(cuò)的嫂沉,目前至少有兩處錯(cuò),誤人子弟鞍绫獭趟章!歡迎大家找我討論,一起進(jìn)步慎王。