三分之一角公式

三分之一角公式,為三角恆等式的一種,是三等分角問題在代數上的一個解。由於該解不一定是規矩數因此也可以證明三等分角尺規作圖的不可行性。

公式

•利用三倍角公式

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把它改為:

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把 當成未知數, 當成常數項 ,解一元三次方程式即可求出:

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當-90°≤ ≤90°時

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當90°≤≤450°時

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當450°≤≤630°時

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當630°≤≤990°時

簡化

利用歐拉公式可以有效地簡化三分之一角公式

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所以

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三等分角

三等分角是古希臘平面幾何里尺規作圖領域中的著名問題,與化圓為方及倍立方問題並列為尺規作圖三大難題。尺規作圖是古希臘人的數學研究課題之一,是對具體的直尺和圓規畫圖可能性的抽象化,研究是否能用規定的作圖法在有限步內達到給定的目標。三等分角問題的內容是:“能否僅用尺規作圖法將任意角度三等分?”

三等分角問題提出後,在漫長的兩千餘年中,曾有眾多的嘗試,但沒有人能夠給出嚴格的答案。隨著十九世紀群論和域論的發展,法國數學家皮埃爾·汪策爾首先利用伽羅瓦理論證明,這個問題的答案是否定的:不存在僅用尺規作圖法將任意角度三等分的通法。具體來說,汪策爾研究了給定單位長度後,能夠用尺規作圖法所能達到的長度值。所有能夠經由尺規作圖達到的長度值被稱為規矩數,而汪策爾證明了,如果能夠三等分任意角度,那么就能做出不屬於規矩數的長度,從而反證出通過尺規三等分任意角是不可能的。

如果不將手段局限在尺規作圖法中,放寬限制或藉助更多的工具的話,三等分任意角是可能的。然而,作為數學問題本身,由於三等分角問題表述簡單,而證明困難,並用到了高等的數學方法,在已證明三等分角問題不可能之後後,仍然有許多人嘗試給出肯定的證明。

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