上传时间: 2016-01-02
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化圆为方问题
约公元前460年,古希腊智人学派提出几何作图三大问题:化圆为方、三等分角和倍立方.希腊人的兴趣在于从理论上去解决这些问题.正因为三大问题很难用标尺解出,往往使研究者闯入未知的领域中......这些问题困扰人类二千多年都不得其解.
对于化圆为方问题,19世纪,在人们揭示了数的本质后,才认识到问题的症结所在,原来的圆的面积为πR2(R为圆的半径),其中π是一个超越数,它是不能精确测得的,假设化圆为方的话,其边长为m,则问题就是要:πR2=m2.这个问题由于π的缘故而受到了挫折,成为一个千古难题.
数学的研究,有一个根本的东西就是条件,化圆为方问题不能解的条件,就是几何中只允许使用圆规和无刻度的直尺,希望能通过有限次的作图,把圆的面积化为等积的正方形,如果我们取消了这个限制,就是改换条件,这个问题不仅可以解决,而且解决的方法还不只一种.
15世纪著名画家达·芬奇曾有一个很巧妙的办法在不加圆规,直尺限制条件下实现了化圆为方.他的作法是:如图取半径为R的直圆柱,其高取为,将其沿侧棱剪开,得一个矩形,这个矩形的一条边长为,另一边长为2πR,它的面积恰好为2πR×=πR2,这一步他实现了把圆化为矩形的目的.紧接着,再以和2πR为基础,作这两条线的比例中项,以此为边作正方形,其面积恰好为πR2,这一步,他实现了把圆化为矩形的目的.
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