五角星是大家熟悉而喜爱的图形,下面我们来介绍一种五角星的尺规作图方法。
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五角星的尺规作图 |
步骤如下:
第一步,画一个圆,作出两条互相垂直的直径\(XY\)与\(AZ\);
第二步,设圆心为\(O\),定出\(OY\)的中点\(M\);
第三步,以\(M\)为圆心,\(MA\)为半径,作圆弧,它与半径\(OX\)交于\(N\)点;
第四步,以\(A\)为圆心,\(AN\)为半径,在圆周上连续截取相等的弧,从而使弦\(AB\)=\(BC\)=\(CD\)=\(DE\)=\(EA\);
第五步,连接\(AD\),\(AC\),\(EB\),\(EC\),\(BD\),此时你将会看到,五角星已经画好了。
现在来证明方法的合理性。设圆的半径为\(R\),由上述作法可知 \[{AN}^2={AO}^2+{ON}^2={AO}^2+(AM–OM)^2,\] 于是有 \[AN=\sqrt{R^2+(\frac{\sqrt{5}}{2}R-\frac{1}{2}R)^2}=\frac{1}{2}\sqrt{10-2\sqrt{5}}R\] 这也正是圆内接正五边形的边长。以\(AN\)为半径,在圆上截取的五个顶点\(A\),\(B\),\(C\),\(D\),\(E\)就是圆内接正五边形的顶点。
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尺规作图工具(尺上的刻度是用不到的) |