顧志勇
古希臘人用尺規(guī)作圖,主要目的在于訓(xùn)練智力,培養(yǎng)邏輯思維能力,所以對作圖的工具有嚴(yán)格的限制.他們規(guī)定作圖只能用直尺和圓規(guī),而他們所謂的直尺是沒有刻度的.正是在這種嚴(yán)格的限制下,產(chǎn)生了種種難題.
相傳德利安人為了擺脫某種瘟疫,遵照神諭,必須把阿波羅的立方體祭壇的體積擴(kuò)大一倍.后來,這個(gè)問題提到柏拉圖那里,柏拉圖又把它交給了幾何學(xué)家.這就是著名的倍立方問題.除倍立方問題外,還有三等分任意角、化圓為方(作一正方形,使其面積等于給定的圓面積)等問題.
在數(shù)學(xué)史中,很難找到像這樣長期被人關(guān)注的問題.兩千多年以來,無數(shù)人的聰明才智傾注于這三個(gè)問題而毫無結(jié)果.但對這三個(gè)問題的深入探索,促進(jìn)了希臘幾何學(xué)的發(fā)展,引出了大量的發(fā)現(xiàn).如圓錐曲線、許多二次和三次曲線以及幾種超越曲線的發(fā)現(xiàn)等;后來又有關(guān)于有理數(shù)域、代數(shù)數(shù)、超越數(shù)、群論和方程論若干部分的發(fā)展.直到19世紀(jì),即距第一次提出這三個(gè)問題兩千年之后,這三個(gè)問題才被證實(shí)在所給的條件下是不可能解決的.
現(xiàn)在還有不少人創(chuàng)造了各種各樣的輔助工具,用來解決這些尺規(guī)作圖無法解決的問題.下面的工具就可以用來解決三等分任意角的問題(這樣的作圖就相當(dāng)于用量角器三等分任意角,已不屬于尺規(guī)作圖范疇).你能說出其中的道理嗎?
(作者單位:江蘇省海安縣城南實(shí)驗(yàn)中學(xué))