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尺规作图做出的充要条件(转载)
正五边形http://www.mathland.idv.tw/fun/rn.htm七边形及九边形http://johnmayhk.wordpress.com/2 ... f-regular-polygons/正17边形http://qzc.zgz.cn/X-chiguizuotu1 ... m/Heptadecagon.html当n大於等於3时,正n边形是指那些每一边都相等,内角也一样的n边多边形。希腊的数学家早知道用圆规和没有刻度的直尺画出正三、四、五、十五边形。但是在这之后的二千多年以来没有人知道怎麽用直尺和圆规构造正十一边、十三边、十四边、十七边多边形。高斯用代数方法解决了二千多年来的几何难题,这发现在数学史上很重要,他用欧氏工具(尺、圆规)作图解开了一个令欧几里得顿挫的问题。高斯使用直尺及圆规证明了一个圆内接正17边的多边形,并证明了边数为质数的正多边形可以用尺规作图的充要条件是其边数可以写成f(n〉=2^(2n)+1 的形式。故正3﹑5﹑17﹑257等多边形均可由尺规作出。高斯发现:一个正n边形可以用直尺和圆规画出当且仅当n是底下两种形式之一:n是费马质数或不同的费马质数乘积。十七世纪时法国数学家费马(Fermat)以为公式在k=0,1,2,3,....给出质数。(事实上,目前只确定F0,F1,F2,F4是质数,F5不是)。高斯定理:凡边数是22n+1形状的费尔马质数的圆内接正多边形必定可以用尺规法作图.这样就得出了可用尺规法作出正N多边形的条件:只要将N这个数分解质因数仅仅只含使彼此互异的形状为22n+1的质因数或2的正整数次幂,反之,如果N不是这样的正整数,就无法作出正N边形.根据高斯的判别法,边数不超过100的正多边形中,只有二十四个可用尺规法作图.即正3、4、5、6、8、10、12、15、16、17、20、24、30、32、34、40、48、51、60、64、68、80、85、96边形,其余74个均不行.甚至象正257边形和正65537边形都可以用尺规法作出。值得一提的是高斯虽然成功地解决了正N边形尺规作图可能性判别方法,也找到了正十七边形的作图方法,但根据他的判别法可作图的正257边形和正65537边形如何作图,却是别人解决的。1832年数学家力四罗作出了正257边形,之后数学家赫姆斯耗费十年心血作出了正65537边形。
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