三等分角古希腊几何尺规作图当中的名题,和化圆为方倍立方问题被并列为古代数学的三大难题之一,而如今数学上已证实了这个问题无解。

问题定义

本难题的完整题目为:在只用圆规及一把没有刻度的直尺将一个给定角三等分。 若将条件放宽,例如允许使用有刻度的直尺,或者可以配合其他曲线使用,可以将一给定角分为三等分。

简述不可能性之证明

现在已经证明,这个问题是没有办法在给定的条件之下完成的。其理论依据出自於十九世纪发展出来的体论

任何可以在尺规作图规定下完成的几何物件,其座标需为规矩数,规矩数的必要条件为一代数数,且最小多项式次数为。 假设可以用尺规作图将任意角三等分,代表对任意角度 A,均可以由尺规作图得到 ,而 也会是规矩数。

令 = , = =

根据三倍角公式:

因此


此方程式无有理数解,且其次数为 3,不满足 的形式,因此 x(= )不是规矩数,也就代表无法用尺规作图得到 与假设矛盾,因此无法用尺规作图将任意角三等分,三等分角问题因而宣告无解。

外部链接

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