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拒绝审理永动机

2023-04-27 08:59:10  来源:网络   热度:

倍立方问题 传说中,这问题的来源,可追溯到西元前429年,一场瘟疫袭击了西腊第罗斯岛(Delos),造成四分之一的人口死亡。岛民们推派一些代表去神庙请示阿波罗的旨意,神指示说:要想遏止瘟疫,得将阿波罗神殿中那正立方的祭坛加大一倍。人们便把每边增长一倍,结果体积当然就变成了8倍,瘟疫依旧蔓延;接著人们又试著把体积改成原来的2倍,但形状却变为一个长方体……第罗斯岛人在万般无奈的情况下,只好鼓足勇气到雅典去求救於当时著名的学者柏拉图。 开始,柏拉图和他的学生认为这个问题很容易。他们根据平时的经验,觉得利用尺规作图可以轻而易举地作一个正方形,使它的面积等于已知正方形的2倍,那么作一个正方体,使它的体积等于已知正方体体积的2倍,还会难吗?结果,……但是,柏氏门徒当时倒有两件差点成功的作法: 注:『求体积是稜长 a 的立方体的2倍的立方体』,这问题可以转化为『求在 a 与 2a 之间插入二数x,y,使 a,x,y,2a 成等 比数列』 即 a:x=x:y=y:2a 故x2 =ay , y2=2ax , xy= 2a2从而 x3=a(xy)=a(2a2) , 故 x3=2a3 则 稜长 x 的立方体即为所求 。 1. 已知:线段 a 求作:对角线互相垂直的直角梯形ABCD,使得 , ( 则 ) 作法: 1. 作互相垂直的线M,线N,交点为O 2. 在M上取 ,在N上取 * 3. 取二曲尺,使一曲尺通过C点,且顶点在N上,另一曲尺通过D点,且顶点在M上, 且二尺的另一边互相密合,如此,便分别在M,N上产生A,B点,则四边形ABCD之 即为所求 讨论:应用原理为 a:x=x:y=y:2a 2. 已知:线段 a 求作:线段x,y,使得a:x=x:y=y:2a 作法: 1. 作互相平形且距离为2a的直线M,N *2. 在M,N之间,夹著三个全等的直角三角板,使 他 们的一个直角边与M密合,相对顶点在N上 *3. 固定最左边的一个三角尺,且在最右边的一个 三角尺股 上取 *4. 滑动右边及中间的三角尺,使每个三角尺的斜边与相邻三角尺股交点(R及S)与E,Q 共线,则 即为所求 3. [以下是西元前350年希腊数学家梅内克缪斯Menaechmus)的作法] 已知:线段 a 求作:线段x,y,使得a:x=x:y=y:2a 作法: *1. 作抛物线 [其中顶点(0,0),对称轴y轴,过(a,a)] *2. 作抛物线 [其中顶点(0,0),对称轴x轴,过( ,a)] ¸ 二抛物线交於P点 3. 过P作 ,则 即为所求 4. [西元前150年戴可利斯(Diocles)发明一种蔓叶线(cissoid) ,此为三次曲线,它可解倍立方问题 作法:1. 是圆O内互相垂直的直径 2. E点在弧BC上,Q点在弧BD上,并满足 *3. 作 於H,交 於P,(P点的轨迹就是蔓叶线) 4. 则 讨论:应用原理为 a:x=x:y=y:2a

三等分角 古希腊三大几何问题之一。

三等分任意角的题也许比另外两个几何问题出现更早,早到历史上找不出有关的记载来。但无疑地它的出现是很自然的,就是我们自己在现在也可以想得到的。纪元前五、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。

现已证明,在尺规作图的前提下,此题无解。

三等分角的历史:

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个门,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,哪一段路更远?”侍从不知道,赶紧去测量,结果是两段路一样远的。

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的像姐姐的别墅那样,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?

设,北门的位置为Q,南门的位置为P,卧室(圆心)为O,桥为K,

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=π

即∠KPO=(π-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。

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,这在尺规做图法则中是不允许的。

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。

求与圆等面积的正方形,a^2=π r^2 ,结果无限不循环。

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