高斯解決的千年難題是什麼
高斯在完成作業的時候發現,老師佈置的最後一道題怎麼感覺比平日裡難很多,他以為老師只想考考他,於是一直坐在桌子前面思考如何解答問題。
題目是讓用尺規畫出正十七邊形,高斯並不知道這道題難倒過阿基米德,還以為是老師能解開的題目,於是不服輸的他用了一個晚上,終於將正十七邊形的畫法推匯出來。
高斯先通過三等分角判定方程,建立了基本等價方程式,初步獲得解決方案後,他又建立了等價的一元二次方程, 最終只需要求得cos(2π/17)就可以得到正十七邊形的尺規作圖法。
高斯的另一成就——高斯定理
用高斯的方法,主要是將 2π/17這個非特殊角度,通過轉換,用特殊角度的組合表示。其次就是對於三角函式的恆等變換,這一步工作看似相當基礎,實則關係重大,高斯正是通過這一系列繁雜的恆等變換,層層推進證明出正十七邊形的可作圖。這是高斯一個晚上完成的結果,當它第二天頂著黑眼圈去上課交作業時,把老師驚呆了,這個2000年無人解答的問題,到高斯手裡一個晚上就出來了。
值得注意的是,高斯並沒有直接畫圓,他只證明了正十七邊形可以用尺規作圖法。這就好比,建造一座大樓,高斯是設計師,但他不參與修建過程。後世在高斯證明的引導下,畫出了正十七邊形。
步驟如下:先畫一個圓O,作兩垂直的直徑AB、CD。 然後在OA上作一個E點,要使O點到E點的距離是半徑的四分之一,再將C點和E點連線起來。將∠CEB平分線得到平分線EF再將∠FEB平分線,平分線為EG,與CO交於P點。作∠GEH,度數45°,並且交CD於Q點。
以CQ為直徑作圓,與OB交於K。再以P為圓心,PK為半徑,畫一個圓,與CD交於L與M兩點。分別過M、L作CD的垂線,與圓O於N與R。兩點作弧NR的中點S,以SN為半徑將圓O分成17等份。
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