化圆为方( 三 )


化圆为方

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是某两个
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-可作的直线或圆的交点(直线-直线、直线-圆以及圆-圆),就说点
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-可作的 。这样的定义是基于五个基本步骤得来的,包括了尺规作图中从已知条件得到新元素的五种基本方法 。如果将所有
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-尺规可作的点的集合记作
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,那幺当E中包含超过两个点的时候,
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肯定是
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的真子集 。从某个点集
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开始,经过一步能作出的点构成集合
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,经过两步能作出的点就是
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,……以此类推,经过n步能作出的点集就是
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。而所有从E能尺规作出的点集就是:另一个与尺规可作性相关的概念是规矩数 。设H是从集合
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开始,尺规可作点的集合: 那幺规矩数定义为H中的点的横坐标和纵坐标表示的数 。定义:实数
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是规矩数若且唯若
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中的一个点 。可以证明,有理数集是所有规矩数构成的集合
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的子集,而
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又是实数集的子集 。另外,为了在複数集内讨论问题,也会将平面看作複平面,同时定义一个複数
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是(复)规矩数若且唯若点
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中的一个点 。所有复规矩数构成的集合
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也包含作为子集,并且是複数集的子集 。从尺规可作性到解析几何下的规矩数,尺规作图问题从几何问题转成了代数的问题 。2.圆周率的超越性化圆为方问题是指已知单位长度1,要作出
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的长度 。这等价于从1开始作出
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。然而,能够用尺规作出的数z都有对应的最小多项式 。也就是说,存在有理係数的多项式m,使得