作图问题

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  同学们 对尺规作图问题了解多吗?
  经过多年的艰苦探索,数学家证明了所谓“三大作图难题”实际上是三个“不可能用尺规完成的作图题”。
  旧的问题解决了,数学家又提出了改变作图规则之后的作图问题。
  一个方向是放宽限制,比如:直尺上有了刻度,又能干些什么?又如:设计出能画别的曲线的仪器,能把任意角三等分的仪器,使作图法变得更加丰富而实用,
  相反的方向是加强限制,比如:几何里讲的直尺理论上可以任意长,圆规的半径也可以任意大,你可以从北京到上海连一条线段,也可以以兰州为圆心,画一条穿过南京的圆弧,可实际上,我们用的圆规和直尺都很小,小圆规和短直尺能不能干大圆规和长直尺所干的事呢?
  经过研究,答案是肯定的,长直尺和大圆规能干的事,短直尺和小圆规也能干,
  当然,小圆规画不出大半径的圆弧来,不过,数学家看的是关键之点,几何作图的关键之点是定点,凡是用大圆规和长直尺确定的某些点,用小圆规和短直尺也能把它确定出来,这就表明小圆规和短直尺并不逊色!
  更有趣的是,1797年意大利数学家马斯罗尼发现:只要用一把小圆规,就能完成一切由直尺和圆规联合起来所能干的事,这个发现引起了数学家的很大兴趣,后来又知道,丹麦人摩尔在1697年已发现了这回事,不过没引起当时数学家的注意罢了。
  那么,只用一把直尺行不行呢?数学家很快证明了:只用一把直尺能作的图,少得可怜,但是,只要在平面上预先画好一个圆和它的圆心,便可以用直尺完成一切能由圆规和直尺完成的任务。
  限制尺规作图的故事,似乎是到此为止了,已经限制到这种程度了,再加限制,还能干些什么呢?
  意料之外的事发生了,沉寂了多年的尺规作图的舞台上,演出了精彩的一幕,
  这一幕的主角是几位中国人,揭幕人却是一位著名的美国几何学家,年逾七旬的老教授佩多,
  佩多敏锐地看出,固定半径的圆规的作图问题,可能隐藏着有趣的奥秘,他把这种固定半径的圆规形象地叫作“生锈圆规”。为了方便,不妨设这种“生锈圆规”只能画半径为1的圆。
  佩多精心选择了两个问题,在加拿大的一份杂志上征求解答。
  问题之一:已知两点A、B,只用一把“生锈圆规”。能不能找出一点C,使AC=BC=AB?
  问题之二:已知两点A、B,只用一把“生锈圆规”,能不能找出线段AB的中点C?(要知道,线段AB是没有画出来的,因为没有直尺!)
  后来的事态发展表明,正是这两个问题的解决,使“生锈圆规”作图的园地繁花怒放。
  责任编辑:胡云志
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