七年级数学下册第九章三角形9.1三角形的边三大几何作图问题素材新版冀教版

【知识点详解】 1. **三大几何作图问题**： - **倍立方**：这个问题是要求用直尺和圆规作一个立方体，其体积是已知立方体的两倍。1837年，旺策尔证明了仅用尺规无法解决此问题。 - **化圆为方**：试图用直尺和圆规画一个正方形，使其面积等于给定圆的面积。1882年，林德曼证明了π是超越数，从而表明这个问题同样不可能仅用尺规完成。 - **三等分任意角**：将一个任意角三等分。旺策尔在1837年的证明中也涵盖了这个问题的不可能性。 2. **历史背景**： - 这些问题起源于古希腊，吸引了众多学者的注意力，包括安纳萨戈拉斯、希波克拉底、安蒂丰、希比亚斯、欧托基奥斯、埃拉托塞尼、阿波罗尼奥斯、帕波斯等人。他们的研究虽然未能解决问题，却促进了新的几何概念和曲线的发展。 3. **几何作图限制**： - 古希腊的尺规作图仅限于使用没有刻度的直尺（只能用于连接两点）和圆规（用于画圆或从一点到另一点的距离）。这些问题的难度在于这种限制条件下的构造性证明。 4. **倍立方的历史**： - 柏拉图在故事中提到，先知给出的倍立方问题可能是为了唤醒人们对数学的重视。希波克拉底尝试通过寻找比例中项来简化问题，这是解决倍立方问题的一种策略。 5. **化圆为方**： - 安蒂丰的尝试是通过不断内接更复杂的多边形来逼近圆的面积。他的方法涉及分割正方形边并作垂线，但这种方法并不能严格地构造出一个与圆面积相等的正方形。 6. **几何学发展的影响**： - 尽管三大几何作图问题未能解决，但围绕这些问题的研究推动了数学的发展，尤其是几何学，导致了圆锥曲线、三次和四次曲线以及超越函数的发现。 7. **数学史的价值**： - 古代学者对这些问题的探讨记录，成为了理解早期希腊数学的重要资料，展示了古人在数学思维上的独特性和挑战精神。 三大几何作图问题不仅是数学历史上的难题，也是数学思想发展的重要里程碑。尽管它们无法仅用直尺和圆规解决，但这些问题激发了无数创新，丰富了数学的理论体系。