尺規作圖一元二次方程式的解
十七世紀,法國數學家笛卡兒提出以代數方程式表示幾何圖形的方法,在他創立的坐標系統中,只要知道相異兩點的坐標,便可以寫出通過這兩點的直線有理係數方程式。如果直線和圓有交點,而且已知其方程式,那麼交點的有理數坐標就可以確定。
事實上,要判斷一個幾何量是否可以尺規作圖,只需看這幾何量是否能重複有限次的運用加減乘除或平方根作圖。
以尺規作圖解一元二次方程式 x2-6x+5 = 0
在直角坐標平面取A(
6,5 ),6是方程式的二根和,5是方程式的兩根乘積。
在Y軸上取E點,使得
OE = 1。
連接AE,再以AE為直徑作圓,分別交X軸於
B 、 C 兩點,其B點和C點的x坐標即方程式的兩根。( 為什麼 ? )
過A點作X軸的垂直線,交X軸於
G 點,並和圓交於D點。再連接DE和AF。
因為四邊形EOGD 是矩形,所以DE//BC,因此,弧BE=弧CD,即BE
= CD,又OE
= GD。知直角△EOB
≌ △DGC
(RHS)。
所以,OB = GC。
假設 OB= a,OC
= b,則 a+b = OB + OC
= GC + OC = 6
。根據切割線性質知 OB×OC=
OE×OF ,所以a×b=1×5 = 5。
因為 a+b = 6,ab=5。 a= 6-b,( 6 - b )b= 5,b2-6b+5=0,所以b是
x2-6x+5 = 0的根,
同理 a 也是x2-6x+5 = 0的根。
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