几何吧 关注:26,394贴子:139,632
  • 13回复贴,共1

【尺规作图】黄金分割三等分角法(指定角特例)

取消只看楼主收藏回复

通过这个方程8x^4+8x^3-6x^2-4x-√5-1=0(得到的根应满足1>X>√3/2)。然后(Arccos根值)得出来的数值化成角度乘以3 得到一个角度。这个角度就可以用尺规作图法三等分。
通过方程得出根X=0.92111783966215262504589314787461
然后通过式子(3*ArccosX)得出这个指定角度(68度43分48秒)。  
下面图形是用CAD画的,学得不好不会标注字符在上面,我就简单说说图形条件大家慢慢看吧,画之前把CAD设置的精度角度调到度分秒(度分秒能读出2位数的形式)。CAD画角时在下面极轴设置里面打出度数,(输入3*ArccosX没化成度数之前的小数形式数值)计算器显示数值全部输入。
如下图所示:
在指定角内作一个内切圆,画两半径分别垂直于这个角的两条边,分别作出这两条半径的黄金分割点(点位如下图所示),然后做两条线段从角顶点分别连接这两点;——这两条线段就是这个指定角的三等分线。  
根据黄金分割得到的灵感,这个方程是经过化简的出来的,原公式是用三角函数解图得到的,这里不好注释,有时间会把推导出公式的步骤写下来。


1楼2009-11-01 16:04回复
    楼主这个这个∠α≈68度43分48秒,可以用下图的方法求出来:  
    ∵tg(α/3)/tg(α/2)=xy/xz=(-1+√5)/2  
    很厉害,就是这意思,不过我是设a为所三等分角的三分之一,方法一样。


    7楼2009-11-03 19:17
    回复
      2025-08-12 19:33:55
      广告
      不感兴趣
      开通SVIP免广告
      没看到证明过程,都必须是正整数吗?68度43分48秒不再此列啊,如果证明是正确的,说明还有遗漏的三等分作法,其实用倒推法慢慢那去发现一定还会有。


      8楼2009-11-03 19:30
      回复
        设a为要三等分的角tg(α/3)/tg(α/2)=xy/xz=(-1+√5)/2
        设a为三等分角的三分之一则式子变成:tg(a)/tg(3a/2)=xy/xz=(-1+√5)/2
        由此推出tg(a)/tg(3a/2)=xy/xz=(3-√5)/2这个角也可以尺规作图三等分同理

        tg(a)/tg(3a/2)=xy/xz=1
        tg(a)/tg(3a/2)=xy/xz=1/2
        tg(a)/tg(3a/2)=xy/xz=1/3
        tg(a)/tg(3a/2)=xy/xz=1/4
        tg(a)/tg(3a/2)=xy/xz=1/6
        、、、、、、、、
        线段XY只要能用尺规等分出比例这个角就能尺规作图发三等分。


        10楼2009-11-04 21:48
        回复
          ∵△ABC的三边长度为495、4888、4913
          ∴495+4888+4913=10296。 495/10296*180°=∠A 4888/10296*180°=∠B。
          把∠A=a带入tg(α/3)/tg(α/2)=xy/xz求出比率来作 ∠B同理。


          11楼2009-11-05 16:45
          回复
            你tg(α/3)这个函数怎么化简?没有公式化啊 所以换成tg(a)/tg(3a/2)=xy/xz=(-1+√5)/2这种形式,最后化成方程式求值


            12楼2009-11-05 21:14
            回复
              如上图所示:
              设角A为要三等分的角tg(A/3)/tg(A/2)=xy/xz
              设角A为三等分角的三分之一则式子变成:tg(A)/tg(3A/2)=xy/xz(方便化简)
              通过计算知:xy/xz设它的比值为xy/xz=n取值范围为--( 1>n>0 )n值越小时角A度数越大n值越大时角A度数越小。
              若比值为分数形式:(直线不能尺规三等分的前提下)则分子为偶数正整数,数学式表示为2n(n为任意正整数),分母为2的x(x为正整数)次方的正整数(分母大于分子)。
              综上所述所以:
              能用尺规方法三等分角求角度数的数学式表达为:
              tg(A)/tg(3A/2)=2n/2^x(2^x>2n)
              用倒推法只要符合以上条件的比值代入式子即可求出角A的度数,因为参与函数所以最后的度数是无限数。
              


              14楼2009-11-09 18:19
              回复
                感谢这位朋友的理解与支持


                15楼2009-11-09 18:24
                回复
                  2025-08-12 19:27:55
                  广告
                  不感兴趣
                  开通SVIP免广告
                  上面不用看了错误太多整理重发一下:
                  由下图得知:tg∠xay/tg∠xaz = xy/xz
                  设:∠xay=∠A,∠xaz=∠3A/2,(∠A为所要三等分角的1/3)
                  则得出式子:tg∠(A)/tg∠(3A/2)=xy/xz(容易化简计算此式)
                  或设:∠xay=∠A/3,tg∠xaz=A/2(∠A为所要三等分的角)
                  则得出式子:tg∠(A/3)/tg∠(A/2)=xy/xz
                  通过计算知:xy/xz设它的比值为xy/xz=a取值范围为--( 1>a>0 )a值越小时角A度数越大,a值越大时角A度数越小。
                  若比值为分数形式:(直线不能尺规三等分的前提下)则分子为正整数,设数学式表示为n;分母2的x(x为正整数)次方的正整数,设为2^x(分母大于分子:2^x>n)(xy/xz的比值为黄金分割率除外)。
                  综上所述所以:
                  能用尺规方法三等分角求角度数的数学式表达为:
                  tg∠(A)/tg∠(3A/2)=n/2^x(2^x>n)
                  用倒推法只要符合以上条件的比值代入式子即可求出∠A的度数,因为参与函数所以最后的度数是无理数。

                  


                  17楼2009-11-10 09:17
                  回复
                    化简求出方程式:
                    由tg∠(A)/tg∠(3A/2)=n/2^y(2^y>n)(n为正整数,y为正整数(2^y>n)
                    设:∵x=cos∠A
                    化简得:(1-x^2+7x^3-4x^5-3x)/(x^2-4x^5+3x^3)=(n/2^y)^2
                    若n/2^y=1/2时则(n/2^y)^2=1/4
                    带入式子得:
                    (1-x^2+7x^3-4x^5-3x)/(x^2-4x^5+3x^3)=1/4
                    化简得:12x^5-25x^3+5x^2+12x-4=0
                    求得根为:
                    化简求出方程式:
                    由tg∠(A)/tg∠(3A/2)=n/2^y(2^y>n)(n为正整数,y为正整数(2^y>n)
                    ∵x=cos∠A;∴>1x>0.5(∠A<60度)由图得知
                    化简得:(1-x^2+7x^3-4x^5-3x)/(x^2-4x^5+3x^3)=(n/2^y)^2
                    若n/2^y=1/2时则(n/2^y)^2=1/4
                    带入式子得:
                    (1-x^2+7x^3-4x^5-3x)/(x^2-4x^5+3x^3)=1/4
                    化简得:12x^5-25x^3+5x^2+12x-4=0
                    求得实数根为:
                    http://www.wolframalpha.com/input/?i=12x%5E5-25x%5E3%2B5x%5E2%2B12x-4%3D0
                    x=(√17 -1)/4
                    x=(√57 -3)/12(这个被排除∵x<0.5)
                    x=(√17 -1)/4由根得知
                    cos∠A= x =(√17 -1)/4 = 0.78077640640441513745535246399352
                    反函数求角度得:∠A=38度40分06秒
                    ∵设角A为三等分角的三分之一则式子变成:tg(A)/tg(3A/2)=xy/xz(方便化简)
                    ∴∠A*3=116度0分18秒
                    ∴这个能够用尺规三等分的角的度数为116度0分18秒
                    做图方法下图所示:C点是AB的中点 尺规做出C点即可


                    18楼2009-11-10 21:48
                    回复
                      一楼此方法解法:
                      (1-x^2+7x^3-4x^5-3x)/(x^2-4x^5+3x^3)=(((√5-1)2)/1)^2=((√5-1)2)^2=(3-√5)/2
                      得出方程:4x^5-4√5 x^5+5x^3+3√5 x^3-5x^2+√5 x^2-6x+2=0
                      求根得:http://www.wolframalpha.com/input/?i=4x%5E5-4%E2%88%9A5+x%5E5%2B5x%5E3%2B3%E2%88%9A5+x%5E3-5x%5E2%2B%E2%88%9A5+x%5E2-6x%2B2%3D0
                      符合条件的只有
                      x=0.92111783966215262504589314787461
                      反函数乘3得角度为:68度43分48秒
                      


                      20楼2009-11-10 22:07
                      回复
                        符合条件的只有
                        (√(13+4√5)-1)/4


                        21楼2009-11-10 22:09
                        回复
                          由下图得知:tg∠xay/tg∠xaz = xy/xz
                          设:∠xay=∠A,∠xaz=∠3A/2,(设∠A为所要三等分角的1/3)
                          则得出式子:tg∠(A)/tg∠(3A/2)=xy/xz
                          由图计算知:设xy/xz的比值为xy/xz=a则取值范围为--( 1>a>1/2 )a值越小时角A度数越大,a值越大时角A度数越小。
                          若比值为分数形式:(直线不能尺规三等分的前提下)则分子为小于分母的正整奇数,设数学式表示为n;分母2的m(m为正整数)次方的正整数,设数学式表示为2^m
                          (分母大于分子:2^m>n)
                          xy/xz的比值 黄金分割率除外(√5-1)/2;(3-√5)/2
                          综上所述所以:
                          能用尺规方法三等分角求角度数的数学式表达为:
                          tg∠(A)/tg∠(3A/2)=n/2^m(2^m>n)
                          用倒推法只要符合以上条件的比值代入式子即可求出∠A的度数,因为参与函数所以最后的度数是无理数。
                          


                          23楼2009-11-11 18:36
                          回复
                            化简求出方程式:
                            由tg∠(A)/tg∠(3A/2)=n/2^m(2^m>n);n为正整奇数数,m为正整数(2^y>n)
                            设:cos∠A=x
                            化简得:(1-x^2+7x^3-4x^5-3x)/(x^2-4x^5+3x^3)=(n/2^m)^2
                            若n/2^m=1/2时则(n/2^y)^2=1/4
                            带入式子得:
                            (1-x^2+7x^3-4x^5-3x)/(x^2-4x^5+3x^3)=1/4
                            化简得:12x^5-25x^3+5x^2+12x-4=0
                            求得根为:
                            http://www.wolframalpha.com/input/?i=12x%5E5-25x%5E3%2B5x%5E2%2B12x-4%3D0
                            由图得知∵x=cos∠A;∴1>x>1/2(∠A<60度)
                            实数根为:
                            x=(√17 -1)/4
                            x=(√57 -3)/12(这个被排除∵x<1/2)
                            x=(√17 -1)/4由根得知
                            cos∠A= x =(√17 -1)/4 = 0.78077640640441513745535246399352
                            反函数求角度得:∠A=38度40分06秒
                            ∵设角A为三等分角的三分之一
                            ∴∠A*3=116度0分18秒
                            ∴这个能够用尺规三等分的角的度数为116度0分18秒
                            做图方法下图所示:C点是AB的中点 尺规做出C点即可:
                            


                            24楼2009-11-11 18:48
                            回复