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升级   18.1% TA的每日心情 | 开心 2026-4-10 15:52 |
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签到天数: 847 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)5 b+ O: J9 y; v$ s$ ^) X* r
苏小光0 Y4 N5 p7 e" e0 l! p8 x+ e' Y& a
2011年2月22日! b5 k- y4 `$ e# u% w. j
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.
/ E2 P2 p h$ [ 公式1:设N为圆心角,R为半径,l_{1}为扇形弧长,则有
" c. ]6 i7 N3 g- P: W) [' R+ a8 t l_{1}=(NR\pi )/180 .
1 x8 x8 @# `& P- B6 v3 i. U! H 公式2:设l_{2}为圆周长,r为半径,则
- ~7 {9 C0 c8 v ^# }/ e1 | l_{2}=2r\pi .6 a* y, P4 f; f6 q% M/ Q+ s
定理1 若0<∠BAC<(或等于)360度,则尺规作图可得* O: M0 y0 a$ `! g J
∠BAG=1/3 ∠BAC; w& p, E" t# P. I3 t! y
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/ F8 d' E7 w C4 J- k7 B
根据公式1 有- x: R( c+ W$ o* \. \1 n) @1 y
l_{1}=(NAB\pi )/180 ^: _; T; P5 M' D7 ~
设圆周长 l_{2}=l_{1},根据公式 2,有, H7 T1 B0 ~3 U- a- }
2r\pi=(NAB\pi )/180' J* x- p5 L$ a+ f+ s3 z( I# f
所以圆半径
j. p0 B& }- P1 B$ s6 O% u r=NAB/360,
) l* J& N& W" R2 j1 y2 P 在AB的延长线上取点D,使
( s1 ?0 m' x% {; ] r=BD,1 q" V3 p* ^' Q
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# T! V: Y" j9 T9 R& D
∠BAG=1/3 ∠BAC
. Z5 i! C% K2 W, k4 @( N证毕.
* ?9 H1 o5 l' l4 v) E4 z 例:∠BAC=60(度),尺规作图,使∠BAG=20(度).
! e ^& x& o$ K' A+ [6 n3 a% r |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),% r& J# [. O- |
根据公式1 有
4 m& g4 }6 e4 N: n- ?5 W l_{1}=(60AB\pi )/180$ m& V5 }7 |; S( W+ v
设圆周长 l_{2}=l_{1},根据公式 2,有
7 u0 g! V; f4 t9 M K: |5 R L7 v 2r\pi=(60AB\pi )/180! d s1 O9 Q+ h$ D. M$ k8 {
所以圆半径/ y2 B; p* n$ m' U; P% d# l
r=AB/6,' i( n( o* \1 Y
在AB的延长线上取点D,使9 a6 h) ^0 |* B2 N2 C# S
BD=AB/6/ `* X9 Z7 Y& I6 e' V+ O- X
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; j# n! A- w5 X+ ^3 p% M. l
∠BAG=20(度)." J* o0 o( R; M" \6 _* H# Y3 W
(附图) |
zan
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