尺規作圖簡介

  • 用直尺和圓規作出正 n 邊形,對 n = 3, 4, 5, 6 古希臘人經已解決,但對某些 n (例如 n = 7, 9)希臘人沒有解決而留給後人。著名數學家高斯(Carl Friedrich Guass, 1777-1855)證明了: 正 n 邊形能用直尺圓規作出當且僅當 n = 2mp1p2pk, 其中 m 是非負整數且 p1, p2, …, pk 是互不相同的費馬質數(Fermat prime)。關於費馬質數請參看 Some Special Numbers

  • (三等分角問題)三等分任意角。這已被證明是不可能的,很可惜出於不了解或不甘心而繼續嘗試攻破這道難題的仍大有人在。我們不時會聽見有人宣佈自已解決了這個問題。當然,那些人的解法都是錯誤的。在那些「解法」中,人們違反了作圖公法而不自知。順帶一提,尺規作圖只可以有限次使用直尺和圓規,否則三等分任意角是可行的。

  • (立方倍積)求作一個立方體的邊,使該立方體的體積為給定立方體的兩倍。在現時一般的大學代數課本中都已證明了這種作圖的不可能性。

  • (化圓為方)給定已知圓,求作一個正方形與該已知圓有相同面積。這亦被證明了是不可能的, 關鍵一步是在 1882 年,林德曼(F. Lindemann, 1852-1939)證明了 p 是超越數。

  • (阿波羅尼斯切圓問題)給定平面上三個圓,求作與這三圓相切的第四個圓。