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签到天数: 849 天 [LV.10]以坛为家III
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尺规三等分任意角的证明(轨迹)
1 y! s2 b( V4 H! i8 X 苏小光
9 F$ W: C+ {8 g5 G4 x: ?! H 2011年2月22日
/ q8 h1 } c$ l2 _) u8 r: x 我本无意研究尺规三等分任意角,一旦研究,又收不住手,现对三等分角又给出新的证明.
8 G5 \, e; g. ]( r5 {# } 公式1:设N为圆心角,R为半径,l_{1}为扇形弧长,则有
# y3 r* {+ u: t1 b l_{1}=(NR\pi )/180 .7 T+ W( e8 g+ T2 ?* Z9 r6 J
公式2:设l_{2}为圆周长,r为半径,则
" L) j$ Z" H1 Y0 I3 ]" C l_{2}=2r\pi .
7 r) v; M0 K. v* M0 m* i 定理1 若0<∠BAC<(或等于)360度,则尺规作图可得% y: u$ Q* S9 ~' U; p
∠BAG=1/3 ∠BAC6 z% x. g. M8 u. b5 S
证明 以∠BAC一边AB为半径,以A点为圆心作弧BC,设弧BC为l_{1},∠BAC=N,则0 m/ Y& b1 z" f
根据公式1 有5 j( A9 w, {9 }! X) x/ O
l_{1}=(NAB\pi )/180+ h. G$ G1 h# P1 {' @0 P$ b
设圆周长 l_{2}=l_{1},根据公式 2,有
8 S+ w7 T8 d" E2 I0 \" R E0 K 2r\pi=(NAB\pi )/180
$ B. v# j/ y* ]3 e+ ^ 所以圆半径# p& F% d8 p ~$ \
r=NAB/360,+ _/ F: N6 X& ?: m" H' Q2 p& ?3 A
在AB的延长线上取点D,使
3 x$ I" W' H' m& F/ n r=BD,
3 |# z1 p1 s, u* W- K/ ~0 G, g 以点D为圆心,以r为半径,作圆D,用圆规三等分圆周,得三等分点B、E、F,圆D在弧BC上旋转,使点F与点G重合,点E与点H重合,点B与点I 重合,显然弧BG的长等于三分之一l_{1},连接AG所以
( m( ?" O, D [* D ∠BAG=1/3 ∠BAC
5 e& | ?% r. O8 u: v. Q证毕.3 e2 X( @/ t2 n& I; S
例:∠BAC=60(度),尺规作图,使∠BAG=20(度).
6 v# K3 h V( f: `解 以∠BAC一边AB为半径,以A点为圆心作弧BC,设弧BC为l_{1},∠BAC=60(度),# d9 } T% q( J2 I; W
根据公式1 有3 Z: E+ A# H' I Q8 O
l_{1}=(60AB\pi )/180# ]7 I# c5 U4 H8 }" Y7 q, R3 F# p
设圆周长 l_{2}=l_{1},根据公式 2,有
" S" T: Y9 Z1 l N* n8 X& Y 2r\pi=(60AB\pi )/1803 Z. ~' f' R; B9 M+ s. z
所以圆半径
$ G$ L1 g7 b+ F r=AB/6,
9 z( q6 J. c6 |& }! z# s2 c 在AB的延长线上取点D,使
" f+ X4 q% L; j# V4 w4 b BD=AB/6* G7 l# V4 T( s8 C0 F9 r
以点D为圆心,以AB/6为半径,作圆D,用圆规三等分圆周,得三等分点B、E、F,圆D在弧BC上旋转,使点F与点G重合,点E与点H重合,点B与点I 重合,显然弧BG的长等于三分之一l_{1},连接AG.所以
$ _+ b5 ]& ]7 ?$ N ∠BAG=20(度).
# O( g, L/ t* l. z& @2 t4 G (附图) |
zan
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