2006年6月19日月曜日

正多角形

角の2等分がコンパスと定規で作図できるので,360度を4等分,8等分,16等分,…,2^n等分 (n=2,3,4…)してできる正方形,正8角形,正16角形,正32角形,… が作図できる.

正3角形,正5角形が作図できることが有名だが,ガウスによって p=2^(2^n)+1 (フェルマー数)が素数であるとき
正 p 角形が作図できることが示されている.
n=0のとき 2^(2^0)+1=2^1+1=2+1=3 角形
n=1のとき 2^(2^1)+1=2^2+1=4+1=5 角形
n=2のとき 2^(2^2)+1=2^4+1=16+1=17 角形
n=3のとき 2^(2^3)+1=2^8+1=256+1=257 角形
n=4のとき 2^(2^4)+1=2^16+1=65536+1=65537 角形
が作図できる。
n=5のときは 2^(2^5)+1=2^32+1=4294967296+1=4294967297 は 641×6700417 で素数ではないので、作図できず、n=6以上の素数は見つかっていない。

さらにpがフェルマー数の重複の無い積の場合正p角形が作図できる。
つまり 3×5=15とか。

そして,角の2等分ができるので,正3角形から,正6角形,正12角形,正24角形….
正5角形から正10角形,正20角形,….
正17角形から正34角形….
が作図できるので,小さい方から並べれば,
3,4,5,6,8,10,12,15,16,17,20,24,30,32,34,…角形
がコンパスと定規(長さを移す操作と,直線を引く操作)で作図できると言える.

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