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“三等分角”能不能

2026-03-08 15:38作者:陈晓丹 编著

剩下第三个几何难题,就是“三等分角”的问题了。把一个角平分,或4等分都很容易做到,惟独把一个角三等分却很难。

不知道有多少人绞尽脑汁、费尽精力企图三等分角,他们往往得意忘形地高呼:“我已解决三等分角的难题了。”可是他们的解答都经不起仔细的推敲。不信?这里就举两个例子:

例一是要三等分一个已知角∠MON。我们以O为圆心,以任意长度a为半径作一个半圆。交角的两边为A、B两点,此半圆的直径在NO的延长线上。取一把直尺为CD(并无刻度),用圆规将a长在直尺上截取CE=a。用该直尺在刚才画好的半圆上比划,使c点保持在NO的延长线上,E点保持在圆周上,使直尺的某一点通过A点,这时直尺CD的位置就已经确定了,过。作CD的平行线,使OF∥CD,那么AFOB三等分∠AOB,即∠FOB=∠MON。

证明是很简单的:因为EC=OE,所以∠1=∠2;OE与OA均为半径,所以∠3=∠4;∠3是△CEO的外角,所以∠3=∠1+∠2=2∠1;由于OF∥CD,∠5=∠4,∠1=∠6,所以∠5=2∠6,由此证明了∠FOB三等分∠MON。

例二是取一个直角尺BCF,然后以DC的延长线为直径的位置,以CD长为半径,作一个半圆,其圆心为B。如果我们要三等分一个角∠MON,可以使角的顶点O在CF上移动,角的一边OM与半圆相切,角的另一边ON通过D点,假设OM与半圆相切于E点。那么∠COD为三等分∠MON。

证明同样是很简单:由于OE和OC均为切线,所以△OEB≌△OCB,故∠1=∠2;由于BC=CD,△OBD为等腰三角形,OC为高,所以∠2=∠3,于是∠COD=∠MON。

这两种解答都是不严格的。例一中预先在直尺上记了一点E,使直尺实际上具备了刻度的功能。例二中用直角尺一边CD为基准,也是无形中违反儿何作图中直尺的规定。因此,看上去像是解决了这个难题,实际上依然没有解决。三大几何难题经过许多数学家的努力,终于在1895年,德国数学家克莱因已经证明了是无法用圆规和直尺来完成的,因此后人也不必再去白费精力了。

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