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尺规作图问题新探

时间:2022-03-19 12:35:38 浏览次数:

zoޛ)j馟ibu7A.rXiiLzvr8rW!gzGbjbruxqw{b')ڶ�exzuzx!ky工作.1797年意大利数学家马斯凯罗尼(L.Mascheroni)发表《圆规几何学》,证明了此结论,史称“马斯凯罗尼圆规问题”.

1759年德国数学家兰伯特(Johann Heiich Lambert)提出只用直尺的作图问题(确定一个圆的圆心和半径就“相当于”作出这个圆),1822年庞斯列(Poncelet)进行完善,但需要在平面内给出一个定圆和圆心才能够用直尺解决所有尺规能作的图形.1833年瑞士数学家施泰纳(Steiner)给出了证明[2],史称“施泰纳直尺问题”.

在解决完以上问题之后,人们不禁再次发问:若圆规不能调整两条腿间的距离是否可以作图?这被称为锈规问题.1979年英国数学教授丹·佩多(Daniel Pedoe)提出了锈规作图问题:如果A,B是任意给定的两个点,满足要求的点C仍然能够只用锈规作出吗?我国数学家张景中院士与其搭档杨路很快就找到两种解法.1982年,佩多在此基础上发表文章同时提出:已知两点A,B,能否只用一个生锈的圆规做出线段AB的中点?1987年,侯晓荣推广了张景中院士等人的想法,使这个问题得以解决[4].

(四)尺规作图的意义

在尺规作图两千多年的历史研究过程中产生了很多“副产品”,例如,开创了圆锥曲线的研究;产生了“穷竭法”的思想,成为微积分的前身;通过研究了三次方程的解法、正n边形的做法,与近代方程论、群论联系紧密.这些发现在一定意义上推进了世界数学的发展.

人们最初研究尺规作图问题的部分原因是生产生活的需要,后来,探求其中数学原理成为人们研究主要动因.在数学史上,很多的分支和学科的发展也与人们对它的兴趣密切相关,费马大定理、哥德巴赫猜想、四色定理都是如此.尺规作图的很多问题似乎在现实生活中并没有什么应用,但是众多数学爱好者还是孜孜不倦地探索其中的魅力.数学大师陈省身曾说“数学好玩”,所以数学的不断发展与它“好玩”密不可分.也因如此,三大作图问题才有如此多的证法与扩展,成为数学史上闪耀的篇章!

【参考文献】

[1]梁宗巨,王青建,孙宏安.世界数学通史[M].沈阳:辽宁教育出版社,2001.

[2]王青建.数学史简编[M].北京:科学出版社,2004.

[3]彭林.几何三大作图问题史话[J].中学数学杂志,2004(5):51-53.

[4]顾森.思考的乐趣:Matrix67数学笔记[M].北京:人民邮电出版社,2012.

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