范文一:正五边形的画法
尺规作图的简介
尺规作图是指用没有刻度的直尺和圆规作图。一把没有刻度的直尺看似不能做什么,画一个圆又不知道它的半径,画线段又没有精确的长度。其实尺规作图的用处很大,比如单用圆规找出一个圆的圆心,量度一个角的角度,等等。运用尺规作图可以画出与某个角相等的角,十分方便。
尺规作图是起源于古希腊的数学课题。只使用圆规和直尺,并且只准许使用有限次,来解决不同的平面几何作图题。
平面几何作图,限制只能用直尺、圆规。在历史上最先明确提出尺规限制的是伊诺皮迪斯。他发现以下作图法:在已知直线的已知点上作一角与已知角相等。这件事的重要性并不在于这个角的实际作出,而是在尺规的限制下从理论上去解决这个问题。在这以前,许多作图题是不限工具的。伊诺皮迪斯以后,尺规的限制逐渐成为一种公约,最后总结在《几何原本》之中。 若干著名的尺规作图已知是不可能的,而当中很多不可能证明是利用了由19世纪出现的伽罗华理论。尽管如此,仍有很多业余爱好者尝试这些不可能的题目,当中以化圆为方及三等分任意角最受注意。数学家Underwood Dudley曾把一些宣告解决了这些不可能问题的错误作法结集成书。 ■尺规作图的基本要求
·它使用的直尺和圆规带有想像性质,跟现实中的并非完全相同:
·直尺必须没有刻度,无限长,且只能使用直尺的固定一侧。只可以用它来将两个点连在一起,不可以在上画刻度。
·圆规可以开至无限宽,但上面亦不能有刻度。它只可以拉开成你之前构造过的长度。
■五种基本作图
·作一个角等于已知角
·平分已知角
·作已知直线的垂直平分线
·作一条线段等于已知线段
·过一点作已知直线的垂线
■尺规作图公法
以下是尺规作图中可用的基本方法,也称为作图公法,任何尺规作图的步骤均可分解为以下五种方法:
·通过两个已知点可作一直线。
·已知圆心和半径可作一个圆。
·若两已知直线相交,可求其交点。
·若已知直线和一已知圆相交,可求其交点。
·若两已知圆相交,可求其交点。
【尺规作图的著名问题】
尺规作图不能问题就是不可能用尺规作图完成的作图问题。其中最著名的是被称为几何三大问题的古典难题:
■三等分角问题:三等分一个任意角;
■倍立方问题:作一个立方体,使它的体积是已知立方体的体积的两倍; ■化圆为方问题:作一个正方形,使它的面积等于已知圆的面积。
以上三个问题在2400年前的古希腊已提出这些问题,但在欧几里得几何学的限制下,以上三个问题都不可能解决的。直至1837年,法国数学家万芝尔才首先证明“三等分角”和“倍立方”为尺规作图不能问题。而后在1882年德国数学家林德曼证明π是超越数后,“化圆为方”也被证明为尺规作图不能问题。
还有另外两个著名问题:
■正多边形作法
·只使用直尺和圆规,作正五边形。
·只使用直尺和圆规,作正六边形。
·只使用直尺和圆规,作正七边形——这个看上去非常简单的题目,曾经使许多著名数学家都束手无策,因为正七边形是不能由尺规作出的。
·只使用直尺和圆规,作正九边形,此图也不能作出来,因为单用直尺和圆规,是不足以把一个角分成三等份的。
·问题的解决:德国数学家高斯,在他仅20岁左右,大学二年级时得出正十七边形的尺规作图法,并给出了可用尺规作图的正多边形的条件:尺规作图正多边·形的边数目必须是2的非负整数次方和不同的费马素数的积,即n=2k(2的k次幂)或 2k×p1×p2×…×ps,(1,2…s为右下角标)其中,p1,p2,…,ps是费马素数.解决了两千年来悬而未决的难题。根据高斯的理论,还有一位德国格丁根大学教授作了正257边形.
· 费马素数:17世纪的费马,他研究了形如Fi (i为右下角标)=22i(底数2指数2的i次幂)+1 的数.
费马的一个著名猜想是,当 n≥3时,不定方程xn+yn=zn没有正整数解.现在他又猜测Fi都是素数,对于i=0,1,2,3,4时,容易算出来相应的Fi:
F0=3,F1=5,F2=17,
F3=257,F4=65 537
验证一下,这五个数的确是素数.F5=225+1是否素数呢?仅这么一个问题就差不多一百年之后才有了一个结论,伟大的欧拉发现它竟不是素数,因而,伟大的费马这回可是猜错了!F5是两素数之积:
F5=641×6 700 417.
当然,这一事例多少也说明:判断一个较大的数是否素数也决不是件简单的事,不然,何以需要等近百年?何以需要欧拉这样的人来解决问题? 更奇怪的是,不仅F5不是素数,F6,F7也不是素数,F8,F9,F10,F11等还不是素数,甚至,对于F14也能判断它不是素数,但是它的任何真因数还不知道.至今,人们还只知F0,F1,F2,F3,F4这样5个数是素数.由于除此而外还未发现其他素数,于是人们产生了一个与费马的猜想大相径庭的猜想,形如22i+1的素数只有有限个.但对此也未能加以证明.
当然,形如Fi=22i+1的素数被称为费马素数.由于素数分解的艰难,不仅对形如Fi=22i+1的数的一般结论很难做出,而且具体分解某个Fi也不是一件简单的事.
■四等分圆周
只准许使用圆规,将一个已知圆心的圆周4等分.这个问题传言是拿破仑·波拿巴出的,向全法国数学家的挑战。
【尺规作图的相关延伸】
用生锈圆规(即半径固定的圆规)作图
■只用直尺及生锈圆规作正五边形
■生锈圆规作图,已知两点A、B,找出一点C使得AB = BC = CA。
■已知两点A、B,只用半径固定的圆规,求作C使C是线段AB的中点。 ■尺规作图,是古希腊人按“尽可能简单”这个思想出发的,能更简洁的表达吗?顺着这思路就有了更简洁的表达。
10世纪时,有数学家提出用直尺和半径固定的圆规作图。 1672年,有人证明:如果把“作直线”解释为“作出直线上的2点”,那么凡是尺规能作的,单用圆规也能作出!从已知点作出新点的几种情况:两弧交点、直线与弧交点、两直线交点 ,在已有一个圆的情况下,那么凡是尺规能作的,单用直尺也能作出!。
【尺规作图所推动的】
由词条以上内容可以看出,几何三大问题如果不限制作图工具,便很容易解决.从历史上看,好些数学结果是为解决三大问题而得出的副产品,特别是开创了对圆锥曲线的研究,发现了一批著名的曲线,等等.不仅如此,三大问题还和近代的方程论、群论等数学分支发生了关系.
正五边形的画法
(1)已知边长作正五边形的近似画法如下:
①作线段AB等于定长l,并分别以A,B为圆心,已知长l为半径画弧与AB的中垂线交于K.
③以 C为圆心,已知边长 AB为半径画弧,分别与前两弧相交于M,N. ④顺次连接A,B,N,C,M各点即近似作得所要求的正五边形.
(2) 圆内接正五边形的画法如下:
①以O为圆心,定长R为半径画圆,并作互相垂直的直径MN和 AP. ②平分半径ON,得OK=KN.
③以 K为圆心,KA为半径画弧与 OM交于 H, AH即为正五边形的边长. ④以AH为弦长,在圆周上截得A,B,C,D,E各点,顺次连接这些点即得正五边形.
3.民间口诀画正五边形
口诀介绍:"九五顶五九,八五两边分."
作法:
画法:
1.画线段AB=20mm,
2.作线段AB的垂直平分线,垂足为G.
3.在l上连续截取GH,HD,使 GH=5.9/5*10mm=19mm,
HD=5.9/5*10mm=11.8mm
4.过H作EC⊥CG,在EC上截取HC=HE=8/5*10mm=16mm,
5.连结DE,EA,EC,BC,CD,
五边形ABCDE就是边长为20mm的近似正五边形.
这里提供以下两种作法仅供参考:
1、已知边长作正五边形的近似画法如下: (1)作线段AB等于定长l,并分别以A、B为圆心,已知长l为半径画弧与AB的中垂线交于K. (2)以
K为圆心,取AB的2/3长度为半径向外侧取C点,使CH=2/3AB (3)以 C为圆心,已知边长 AB为半径画弧,分别与前两弧相交于M、N. (4)顺次连接A、B、N、C、M各点即近似作得所要求的正五边形.
范文二:[正五边形的画法]
[正五边形的画法]
(1)已知边长作正五边形的近似画法如下:
?作线段AB等于定长l,并分别以A,B为圆心,已知长l为半径画弧与AB的中垂线交于K. ?以K为圆心,取AB的2/3长度为半径向外侧取C点,使CK=2/3AB ?以 C为圆心,已知边长 AB为半径画弧,分别与前两弧相交于M,N. ?顺次连接A,B,N,C,M各点即近似作得所要求的正五边形.
http://218.24.233.167:8000/RESOURCE/XX/XXSX/SXBL/BL000023/5542_SR.HTM有图解说明
(2) 圆内接正五边形的画法如下:
?以O为圆心,定长R为半径画圆,并作互相垂直的直径MN和 AP. ? 平分半径ON,得OK=KN.
?以 K为圆心,KA为半径画弧与 OM交于 H, AH即为正五边形的边长. ?以AH为弦长,在圆周上截得A,B,C,D,E各点,顺次连接这些点即得正五边形. 3.民间口诀画正五边形
口诀介绍:"九五顶五九,八五两边分."
作法:
画法:
1.画线段AB=20mm,
2.作线段AB的垂直平分线,垂足为G.
3.在l上连续截取GH,HD,使 GH=5.9/5*10mm=19mm, HD=5.9/5*10mm=11.8mm
4.过H作EC?CG,在EC上截取HC=HE=8/5*10mm=16mm, 5.连结DE,EA,EC,BC,CD,
五边形ABCDE就是边长为20mm的近似正五边形.
用尺规作图法怎样把一个圆周分这五等份,
1.作互相垂直的直径AB、CD.
2.作OA的垂直平分线,垂足为E,(E为OA的中点)
3.以E为圆心,DE为半径作弧交OB于F ,则DF为正五边形的边长。 4.从D开始,用DF的长,依次在圆周上截取四次即可。
参考资料:http://218.24.233.167:8000/RESOURCE/XX/XXSX/SXBL/BL000023/5542_SR.HTM
[正五边形的画法]
(1)已知边长作正五边形的近似画法如下:
?作线段AB等于定长l,并分别以A、B为圆心,已知长l为半径画
弧与AB的中垂线交于K.
?以 C为圆心,已知边长 AB为半径画弧,分别与前两弧相交于M、N.
?顺次连接A、B、N、C、M各点即近似作得所要求的正五边形.
(2) 圆内接正五边形的画法如下:
?以O为圆心,定长R为半径画圆,并作互相垂直的直径MN和 AP.
? 平分半径ON,得OK=KN.
?以 K为圆心,KA为半径画弧与 OM交于 H, AH即为正五边形的边长.
?以AH为弦长,在圆周上截得A、B、C、D、E各点,顺次连接这些点即得正五边形.
三等分角的尺规作图法
湖北省恩施市龙凤初中 邹兴平(邮编:445003)
已知:?BAC为锐角或直角。
求作: 用直尺和圆规作出?BAC的三等分角。
作法:一. 在射线AC上取一点O(不能为A点),在?CAB内作?COE= ?CAB,使OE?AB。
二. 以O为圆心,线段OA长为半径画出圆O。
三. 把一个直尺的一边看作直线L1, 把另一个直尺的一边看作直线L2,在 直线L2上截取线段MN=OA,把两个直尺重叠在一起,使直尺(即直线L1和L2)绕 A点旋转,与圆O相交于点D,与射线OE相交于点E,同时使线段MN在直线L1上 滑动,使N点与E点重合, N点随E点移动, M点靠近D点移动,直到使M点与D点 重合为止。
四. 作?CAD的角平分线AF。
?BOD,?DOF,?COF为?BAC的三等分角,如图1。
证明:因OA=OD,则?CAD=?ADO。因MN=OA=OD,则?DOE=?DEO。(等角对等边) 又因?ADO=?DOE+?DEO,则?OAD=2?DEO。因OE?AB,则?BAE=?DEO。 所以?OAD=2?BAE。又因AF平分?OAD,所以?BAC=3?BAD=3?DAF=3?CAF。
说明:用直尺和圆规作图法将角三等分,一直是数学界未解决的问题, 我用滑动线段确定点的位置,作出三等分角。
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范文三:正五边形的画法
正五边形尺?规作图的画?法及其他
正五边形的?画法
圆内接正五?边形的画法?如下:
1、 作一个圆,设它的圆心?为O ;
2、作圆的两条?互相垂直的?直径AZ和? XY;
3、作OY的中?点M;
4、以点M为圆?心,MA为半径?作圆,交OX于点 ?N;
5、以点A为圆?心,AN为半径?,在圆上连续?截取等弧,使弦AB=BC=CD=DE=AN,则五边形A?BCDE即?为正五边形 ?。
以上两种图?形的作法运?用了所求图?形边长与已?知的线段长?度的关系,用构造直角?三角形的方?法作出与所?求图形的边?长相等的线?段,从而作出整?
个图形,这是尺规作?图中常用的?一种方法——等线段法,即用已知图?形的线段作?出与所求图?形边长相等?的线段。
正多边形的?尺规作图是?大家感兴趣?的(正三边形很?好做;正四边形稍?难一点;正六边形也?很好做;正五边形就?更难一点,但人们也找?到了正五边?形的直规作?图方法(确实,有的困难一?些,有的容易一?些(正七边形的?尺规作图是?容易一些,还是困难一?些呢,人们很久很?久未找到作?正七边形的?办法,这一事实本?身就说明作?正七边形不?容易;一直未找到?这种作法,也使人怀疑?:究竟用尺规?能否作出正?七边形来,数学不容许?有这样的判?断:至今一直没?有人找到正?七边形的尺?规作图方法?来,所以断言它?是不能用尺?规作出的(
人们迅速地?解决了正三?、四、五、六边形的尺?规作图问题?,却在正七边?形面前止步?了:究竟能作不?能作,得不出结论?来(这个悬案一?直悬而未决?两千余年(
17世纪的?费马,就是我们在?前面已两次?提到了的那?个法国业余?数学家,他研究了形?如
Fi (i为右下角?标),22i(底数2指数?2的i次幂?),1 的数( 费马的一个?著名猜想是?,当 n?3时,不定方程x?n,yn,zn没有正?整数解(现在他又猜?测Fi都是?素数,对于i,0,1,2,3,4时,容易算出来?相应的Fi?:
F0,3,F1,5,F2,17,
F3=257,F4=65 537
验证一下,这五个数的?确是素数(F5=225+1是否素数?呢,仅这么
一个?问题就差不?多一百年之?后才有了一?个结论,伟大的欧拉?发现它竟不?是素数,因而,伟大的费马?这回可是猜?错了~F5是两素?数之积: F5,641×6 700 417(
当然,这一事例多?少也说明:判断一个较?大的数是否?素数也决不?是件简单的?事,不然,何以需要等?近百年,何以需要欧?拉这样的人?来解决问题?,
更奇怪的是?,不仅F5不?是素数,F6,F7也不是?素数,F8,F9,F10,F11等还?不是素数,甚至,对于F14?也能判断它?不是素数,但是它的任?何真因数还?不知道(至今,人们还只知?F0,F1,F2,F3,F4这样5?个数是素数?(由于除此而?外还未发现?其他素数,于是人们产?生了一个与?费马的
?,1的素数只?有有限个(但对此也未?能猜想?大相径庭的?猜想,形如22i
加以证明?(
当然,形如Fi=22i+1的素数被?称为费马素?数(由于素数分?解的艰难,不仅对形如?Fi=22i+1的数的一?般结论很难?做出,而且具体分?解某个Fi?也不是一件?简单的事(
更加令人惊?奇的事情发?生在距欧拉?发现F5不?是素数之后?的60多年?,一位德国数?学家高斯,在他仅20?岁左右之时?发现,当正多边形?的边数是费?马素数时是?可以尺规作?图的,他发现了更?一般的结论?:正n边形可?尺规作图的?充分且必要?的条件是
n=2k(2的k次幂?)或 2k×p1×p2×…×ps,(1,2…s为右下角?标)
其中,p1,p2,…,ps是费马?素数(
正7边形可?否尺规作图?呢,否~因为7是素?数,但不是费马?素数(
倒是正17?边形可尺规?作图,高斯最初的?一项成就就?是作出了正?17边形(根据高斯的?理论,还有一位德?国格丁根大?学教授作了?正257边?形(
就这样,一个悬而未?决两千余年?的古老几何?问题得到了?圆满的解决?,而这一问题?解决的过程?是如此的蹊?跷,它竟与一个?没有猜对的?猜想相关连?(
正17边形?被用最简单?的圆规和直?尺作出来了?,而正多边形?可以换个角?度被视为是?对圆的等分?,那么这也相?当于仅用圆?规和直尺对?圆作了17?等分,其图形更觉?完美、好看(高斯本人对?此也颇为欣?赏,由此引导他?走上数学道?路(他早期曾在?语言学与数?学之间犹豫?过),而且在他逝?后的墓碑上?就镌刻着一?个正17边?形图案(
高斯把问题?是解决得如?此彻底,以致有了高?斯的定理,我们对于早?已知道如何?具体作图的?正三边形、正五边形,还进而知道?了它们为什?么能用尺规?作图,就因为3和?5都是费马?素数(3=F0,5,F1);对于很久以?来未找到办?法来作出的?正七边形,乃至于正1?1边形、正 13边形,现在我们能?有把握地说?,它们不可能?由尺规作图?,因为7、11、13都不是?费马素数;对于正25?7边形、正65 537边形?,即使我们不?知道具体如?何作,可是理论上?我们已经知?道它们是可?尺规作图的?;此外,为什么正四?边形、正六边形可?尺规作图呢?,因为4,22,因为 6= 2? 3而 3=F0 (
范文四:正五边形的画法
、 [正五边形的?画法]
圆内接正五?边形的画法?如下:
1、任作一圆O?
2、任作圆O中?互相垂直的?两直径AB?、CD
3、作OD的垂?直平分线交?OD于E
4、以E为圆心?,EA长为半?径作弧,交CD于F?
5、在圆O上顺?序作弦AG?=GH=HM=MN=NA=AF
则得正五边?形AGHM?N
已知边长作?正五边形的?近似画法如?下:
?作线段AB?等于定长l?,并分别以A?,B为圆心,已知长l为?半径画弧与?AB的中垂?线交于K.
?以K为圆心?,取AB的2?/3长度为半?径向外侧取?C点,使CK=2/3AB
?以 C为圆心,已知边长 AB为半径?画弧,分别与前两?弧相交于M?,N.
?顺次连接A?,B,N,C,M各点即近?似作得所要?求的正五边?形.
正多边形的?尺规作图是?大家感兴趣?的.正三边形很?好做;正四边形稍?难一点;正六边形也?很好做;正五边形就?更难一点,但人们也找?到了正五边?形的直规作?图方法.确实,有的困难一?些,有的容易一?些.正七边形的?尺规作图是?容易一些,还是困难一?些呢?人们很久很?久未找到作?正七边形的?办法,这一事实本?身就说明作?正七边形不?容易;一直未找到?这种作法,也使人怀疑?:究竟用尺规?能否作出正?七边形来?数学不容许?有这样的判?断:至今一直没?有人找到正?七边形的尺?规作图方法?来,所以断言它?是不能用尺?规作出的.
人们迅速地?解决了正三?、四、五、六边形的尺?规作图问题?,却在正七边?形面前止步?了:究竟能作不?能作,得不出结论?来.这个悬案一?直悬而未决?两千余年.
17世纪的?费马,就是我们在?前面已两次?提到了的那?个法国业余?数学家,他研究了形?如
Fi (i为右下角?标)=22i(底数2指数?2的i次幂?)+1 的数.
费马的一个?著名猜想是?,当 n?3时,不定方程x?n+yn=zn没有正?整数解.现在他又猜?测Fi都是?素数,对于i=0,1,2,3,4时,容易算出来?相应的Fi?:
F0=3,F1=5,F2=17,
F3=257,F4=65 537
验证一下,这五个数的?确是素数.F5=225+1是否素数?呢?仅这么一个?问题就差不?多一百年之?后才有了一?个结论,伟大的欧拉?发现它竟不?是素数,因而,伟大的费马?这回可是猜?错了!F5是两素?数之积:
F5=641×6 700 417.
当然,这一事例多?少也说明:判断一个较?大的数是否?素数也决不?是件简单的?事,不然,何以需要等?近百年?何以需要欧?拉这样的人?来解决问题??
更奇怪的是?,不仅F5不?是素数,F6,F7也不是?素数,F8,F9,F10,F11等还?不是素数,甚至,对于F14?也能判断它?不是素数,但是它的任?何真因数还?不知道.至今,人们还只知?F0,F1,F2,F3,F4这样5?个数是素数?.由于除此而?外还未发现?其他素数,于是人们产?生了一个与?费马的猜想?大相径庭的?猜想,形如22i?+1的素数只?有有限个.但对此也未?能加以证明?.
当然,形如Fi=22i+1的素数被?称为费马素?数.由于素数分?解的艰难,不仅对形如?Fi=22i+1的数的一?般结论很难?做出,而且具体分?解某个Fi?也不是一件?简单的事.
更加令人惊?奇的事情发?生在距欧拉?发现F5不?是素数之后?的60多年?,一位德国数?学家高斯,在他仅20?岁左右之时?发现,当正多边形?的边数是费?马素数时是?可以尺规作?图的,他发现了更?一般的结论?:正n边形可?尺规作图的?充分且必要?的条件是
n=2k(2的k次幂?)或 2k×p1×p2×…×ps,(1,2…s为右下角?标)
其中,p1,p2,…,ps是费马?素数.
正7边形可?否尺规作图?呢?否!因为7是素?数,但不是费马?素数.
倒是正17?边形可尺规?作图,高斯最初的?一项成就就?是作出了正?17边形.根据高斯的?理论,还有一位德?国格丁根大?学教授作了?正257边?形.
就这样,一个悬而未?决两千余年?的古老几何?问题得到了?圆满的解决?,而这一问题?解决的过程?是如此的蹊?跷,它竟与一个?没有猜对的?猜想相关连?.
正17边形?被用最简单?的圆规和直?尺作出来了?,而正多边形?可以换个角?度被视为是?对圆的等分?,那么这也相?当于仅用圆?规和直尺对?圆作了17?等分,其图形更觉?完美、好看.高斯本人对?此也颇为欣?赏,由此引导他?走上数学道?路(他早期曾在?语言学与数?学之间犹豫?过),而且在他逝?后的墓碑上?就镌刻着一?个正17边?形图案.
高斯把问题?是解决得如?此彻底,以致有了高?斯的定理,我们对于早?已知道如何?具体作图的?正三边形、正五边形,还进而知道?了它们为什?么能用尺规?作图,就因为3和?5都是费马?素数(3=F0,5=F1);对于很久以?来未找到办?法来作出的?正七边形,乃至于正1?1边形、正 13边形,现在我们能?有把握地说?,它们不可能?由尺规作图?,因为7、11、13都不是?费马素数;对
于正25?7边形、正65 537边形?,即使我们不?知道具体如?何作,可是理论上?我们已经知?道它们是可?尺规作图的?;此外,为什么正四?边形、正六边形可?尺规作图呢??因为4=22,因为 6= 2? 3而 3=F0.
费马数
费马数是以?数学家费马?命名一组自?然数,具有形式: 其中 n 为非负整数?。若 2n + 1 是素数,可以得到 n 必须是2的?幂。(若 n = ab,其中 1 < a,="" b="">< n="" 且="" b="" 为奇数,则="" 2n="" +="" 1="" (2a)b="" +="" 1="" (?1)b="" +="" 1="" 0="" (mod="" 2a="" +="" 1)。)也就是说,所有具有形?式="" 2n="" +="" 1="" 的素数必然?是费马数,这些素数称?为费马素数?。已知的费马?素数只有="" f0="" 至="" f4="" 五个。="">
费马猜想
法国数学家?费马于1640?年提出了以?下猜想:
揭示了十进制和二进制的关系
可以发现
F0=2^(2^0)+1=3
F1=2^(2^1)+1=5
F2=2^(2^2)+1=17
F3=2^(2^3)+1=257
F4=2^(2^4)+1=65537?
F5=2^(2^5)+1=42949?67297?
前5个是质?数,因为第6个?数实在太大?了,费马认为这?个数 是质数。
由此提出(费马没给出?证明),形如Fn=2^(2^n)+1 的数都是质?数的猜想。后来人们就?把形如2^(2^n)+1的数叫费?马数。
猜想结论
1732年?,欧拉算出F?5=641×67004?17,也就是说F?5不是质数?,宣布了费马?的这个猜想?不成立,它不能作为?一个求质数?的公式。以后,人们又陆续?找到了不少?反例,如n=6 时,F6=2^(2^6)+1=27417?7×67280?42131?0721不?是质数。至今这样的?反例共找到?了243个?,却还没有找?到第6个正?面的例子,也就是说目?前只有n=0,1,2,3,4这5个情?况下,Fn才是质?数。甚至有人猜?想:费马数N?4时,费马数全是?合数~
接下来的几?个费马数的?分解情况是?:
F6 = 27417?7 × 67280?42131?0721
F7 = 59649?58912?74972?17 × 57046?89200?68512?90547?21
F9 = 24248?33 × 74556?02825?64788?42083?37395?73620?04549?18783?36634?2657 × 74164?00626?27530?80152? 47871?41901?93747?40599?40781?09751?90239?05821?3 16144?4157
59504?70500?80928?18711?69394?0737
F10 = 45592?577 × 64870?31809? × 46597?75785?22001?85432?64560?74307?67781?92897? × P252
F11 = 31948?9 × 97484?9 × 16798?85563?41760?47513?7 × 35608?41906?44583?39205?13 × P564
F12 = 11468?9 × 26017?793 × 63766?529 × 19027?41913?61 × 12561? 32134?12556?9 ×
56863?06475?35356?95516?90334?10940?86780?48393?60742?06081?8433 × C1133?
F13 = 27109?54639?361 × 26638?48877?15214?1313 × 36031?09844?54229?1969 ×
31954?60208?20551?64322?06725?13 × C2391?
早已经有人?证明,费马数的因?数必然是2?^(n+2)*k+1 形,注:(n+2)是右上标。例如n=5时,42949?67297?=(128×5+1)×(128×52347?+1),其中128?就是2的7?次方。 素数的普遍?公式
实际上几千?年来,数学家们一?直在寻找这?样的一个公?式,一个能求出?所有质数的?公式;但直到现在?,谁也未能找?到这样一个?公式,而且谁也未?能找到证据?,说这样的公?式就一定不?存在;这样的公式?存不存在,也就成了一?个著名的数?学难题.。
虽然费马数?作为一个关?于指数公式?的尝试失败?了,但有意思的?是,1801年?数学家高斯?证明:如果费马数?K为质数,那么就可以?用直尺和圆?规将圆周k?等分.高斯本人就?根据这个定?理作出了正?十七边形.
费马数猜想?:大师的失误?
1640年?,在数论领域?留下不可磨?灭足迹的费?马思考了一?个问题:式子2^(2^n)+1 的值是否一?定为素数。当 n取0、1、2、3、4时,这个式子对?应值分别为?3、5、17、257、65537?,费马发现这?五个数都是?素数。由此,费马提出一?个猜想:形如2^(2^n)+1 的数一定为?素数。在给朋友的?一封信中,费马写道: “我已经发现?形如2^(2^n)+1的数永远?为素数。很久以前我?就向分析学?家们指出了?这个结论是?正确的。”费马同时坦?白承认,他自己未能?找到一个完?全的证明。
费马所研究?的2^(2^n)+1 这种具有美?妙形式的数?,后人称之为?费马数,并用Fn 表示。费马当时的?猜想相当于?说:所有费马数?都一定是素?数。费马是正确?的吗,
进一步验证?费马的猜想?并不容易。因为随着n?的增大, Fn 迅速增大。比如对后人?来说第一个?需要检验的?F5 ,42949?67297?已经是一个?十位数了。非常可能的?是,由于这一数?太大,所以费马在?得出自己的?猜想时并没?有对它进行?验证。那么,它到底是否?如同费马所?相信的那样?是一个素数?呢,
1729年?12月1日?,哥德巴赫(哥德巴赫猜?想的提出者?)在写给欧拉?的一封信中?问道:“费马认为所?有形如 2^(2^n)+1 的数都是素?数,你知道这个?问题吗,他说他没能?作出证明。据我所知,也没有其他?任何人对这?个问题作出?过证明。”
这个问题吸?引了欧拉。 1732年?,年仅25岁?的欧拉在费?马死后67?年得出F5? ,
641×67004?17,其中641?=5×27+1 这一结果意?味着 是一个合数?,因此费马的?猜想是错的?。
在对费马数?的研究上,费马这位伟?大的数论天?才过分看重?自己的直觉?,轻率地做出?了他一生唯?一一次错误?猜测。更为不幸的?是,研究的进展?表明费马不?但是错的,而且非常可?能是大错特?错了。
此后人们对?更多的费马?数进行了研?究。随着电子计?算机的发展?,计算机成为?数学家研究?费马数的有?力工具。但即使如此?,在所知的费?马数中竟然?没有再添加?一个费马素?数。迄今为止,费马素数除?了被费马本?人所证实的?那五个外竟?然没有再发?现一个~因此人们开?始猜想:在所有的费?马数中,除了前五个?是素数外,其他的都是?合数。如果这一结?论被证实,那么对于费?马的草率猜?想来说,恐怕不会。
费马合数都?是可以用佩?尔方程表示?,费马素数不?能用佩尔方?程表示, 变形费马.3^2^n+2
变形费马数?是改变了数?值,采用同样性?质的费马数?,例如:3^2^n+2。
n=0时,3^2^0+2=5,素数;
n=1时,3^2^1+2=11,素数;
n=2时,3^2^2+2=83,素数;
n=3时,3^2^3+2=6563,素数;
n=4时,3^2^4+2=43046?727=19×22656?17。
是否有无穷?多个变形费?马素数,是否有无穷?多个变形费?马合数,还是一个未?知问题。
1.费马
费马在古典?数论领域中?的成果很多?,比如提出了?不定方程无?解证明的无?穷递降法, 引入了费马数等等。
与费马相关?的著名结论?如下:
费马小定理?:a^p-a?0(mod?p),其中p是一?个素数,a是正整数?。
事实上它是?欧拉定理的?一个特殊情?况,Euler?定理是说:a^φ(n)-1?0(mod n),a,n都是正整?数,φ(n)是Euler?函数,表示和n互素的小于n的?正整数的个?数。
费马大定理?(当时是猜想?):n>2是整数,则方程x^n+y^n=z^n没有满足?xyz?0的整数解?。这个是不定?方程,它已经由美?国数学家外?尔斯证明了?(1995年?),证明的过程?相当艰深。
2.欧拉
引入欧拉函数, 得到著名的?欧拉定理——费马小定理?推广; 研究了连分?数展开问题?;用解析方法?证明了素数?无限;讨论平方和?问题及哥德?巴赫猜想——加性数论内?容。
3.高斯
被誉为“数学王子”?。解决了正多?边形尺规作?图问题, 将它和费马?数联系起来?。高斯的著作?《算术研究》提出了同余?理论, 讨论了平方?剩余问题,发现了二次?互反律。 高斯提出了?著名的素数定理(当时是猜想?),研究了指标?和估计问题?——表示论的雏形。
素数定理
定理
定理描述素?数素数的大致分布?情况。 素数的出现?规律一直困?惑著数学家?。一个个地看?,素数在正整?数中的出现?没有什么规?律。可是总体地?看,素数的个数?竟然有规可?循。对正实数x?,定义π(x)为不大于x?的素数个数?。数学家找到?了一些函数?来估计π(x)的增长。以下是第一?个这样的估?计。 π(x)?x/ln?x?其中ln x为x的自然对数。上式的意思?是当x趋近??,π(x)?和x/ln x的比趋 近1(注:该结果为高斯所发现)。但这不表示?它们的数值?随着x增大?而接近。 下面是对π?(x)更好的估计?: π(x)=Li?(x)?+?O?(x e^(-(ln x)^(1/2)/15),当 x 趋近?。 其中 Li(x)?=??(dt/ln?x2,x),而关系式右?边第二项是?误差估计,详见大O符?号。 下表比较了?π(x),x/ln x和Li(x): x?π(x)?π(x) - x/ln(x) Li(x) - π(x)?x/π(x)
佩尔方程
由费尔马提?出,但后来欧拉?误记为佩尔?提出,并写入他的?著作中。后人多称佩?尔方程。沿续至今
设d是正整数,且d不含平方因子。
下面的不定方程称为佩尔(Pell)方程:
x^2-dy^2=1
求正整数解?(x,y).
这是初等数论中最经典的?内容之一。
假设(x_0,y_0)是一个最小?解, 那么所有的?解可写为
x_n+y_n*(d)^0.5=(x_0+y_0*(d)^0.5)^(n+1)
佩尔方程与?连分数,二次型,代数数域等等都有?密切联系。
在一般的函?数域上,我们也有类?似的佩尔方?程, 它和向量丛的稳定性有着微妙的?关系。
以上的公式?就是Pel?l方程的一?般形态.
对于 当n为完全?平方数时无?解;
1. 首先构造一?个系数矩阵?,显然为了构?造这个矩阵?,我们需要先?得到
下面方程的?一个最小特?解(x,y>0)
利用Eul?er的算法?
1:?p[?1] ? 1; p[?2] ? 0
2:?q[?1] ? 0; q[?2] ? 1
3: a[0] ?sqrt(n)
4:?g[?1] ? 0; h[?1] ? 1
5:?for?i?=?0?????do?
{
6: g[i] ? ?g[i?1] + a[i]h[i?1]
7: h[i] ? (n?g[i]*g[i]) / h[i-1]
8: a[i+1] ? floor?( (g[i]+a[0]) / h[i]
9: p[i] ? a[i]p[i?1] + p[i?2]
10: q[i] ? a[i]q[i?1] + q[i?2]
if( p[i]*p[i]-n*q[i]*q[i]=1 ) retur?n (p[i],q[i]);
}假设我们得?到了以上方?程的最小特?解: x0 y0 (x0,y0>0,并是最小的?满足条件的?
解)
C++程序求解佩?尔方程:
范文五:正五边形的画法
正五边形的画法
步骤:
(1) 先由一点出发,任意画两条长度相等的线段,使其夹角为108°。
(2) 再从这两条线段的两个端点出发,向内画两个108°的角,使所画线段与前两条相
等。
(3) 最后,连接所剩的两个端点,即可。
正六边形的画法
步骤:
(1) 先由一点出发,任意向右画两条长度相等的线段,使其夹角为120°。
(2) 再从这两条线段的两个端点出发,向右画两个120°的角,使所画线段与前两条相
等。
(3) 再从这两个端点出发,向里画两个120°的角,两条射线相交点可用。多余部分摖
掉即可。
正八边形的画法
步骤:
(1) 先由一点出发,任意向右画两条长度相等的线段,使其夹角为135°。
(2) 再从这两条线段的两个端点出发,向右向内画两个135°的角,使所画线段与前两
条相等。
(3) 再从这两个端点出发,向里画两个135°的角,使两条射线通过截取与前四条相等。
(4) 以此类推,从两个端点出发,画两个135°的角。所画两条射线必然相交于一点。
多余部分摖掉即可。
正七边形的画法
步骤: