有理系数三次方程的根可用尺规作图的充要条件是它有有理根

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/11 23:10:56
为什么????
转化为2次方程后,知点的坐标只能由方程系数之间加减乘除和正实数开方所得,可系数也可能是开三次根的无理数,尺规作图可以随便画圆,怎么知道那个圆一定没无理数呢
为什么这些线段都可以用尺规作图做出来,可以找到规律并证明吗

将该方程变成首项为1的方程不改变其解:x^3+ax^2+bx+c=0,a,b,c是有理数。

充分性:
如果它有有理根,那么该方程可变为(x-r)(x^2+px+q)=0,r为有理数;于是问题转化为二次方程的解的作图问题。
由于原方程是有理系数三次方程,所以p和q必然是有理数(否则会发生有理数*有理数=无理数的矛盾),从而根据求根公式,至多会出现√(p^2-4q)的这个根式,这个根式必然可通过尺规作出。作法如下:

1、由于单位长度已知,所以可以做出长为q+1和q-1的线段。
2、构造直角三角形,使得斜边长为q+1,一直角边长q-1,这时另一直角边为2√q。
3、构造直角三角形,使得斜边长为p,一直角边为2√q,这时另一直角边为√(p^2-4q)。
ok,做出来了。

√p的做法不是一样的么?斜边长为(p+1)/2,一直角边长(p-1)/2的直角三角形就行了

只要是只含有2^n次根号的线段都可以做出来(根号内幂次数不够的话意味着乘以单位线段),证明参见抽象代数的课本。

必要性:
必须学抽象代数之后才能弄清楚,无法在此说明白。