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正七边形


RegularHeptagon

正七边形是上面图示的七边正多边形,其具有施莱夫利符号 {7}。根据 Bankoff 和 Garfunkel (1973) 的说法,“自从有记录数学的最早时期以来,正七边形实际上已被贬入被人遗忘的境地。” 然而,Thébault (1913) 发现了七边形的许多优美性质,Bankoff 和 Garfunkel (1973) 讨论了其中的一些性质。

HeptagonConstruction

尽管正七边形不能使用希腊几何作图的经典规则进行尺规作图,但它可以使用纽西斯作图法进行作图(Johnson 1975;上图左侧)。为了实现这种作图,在直尺AZ上放置一个标记X,然后构建一个边长为AX正方形。然后构造BC的垂直平分线于M,并绘制一个以C为圆心,CE为半径的弧。现在放置带标记的直尺,使其穿过BX位于弧线上,并且A落在垂直平分线上。然后2theta=∠BAC=pi/7,并且两个这样的三角形给出正七边形的顶点角2pi/7。Conway 和 Guy (1996) 给出了七边形的纽西斯作图法。此外,正七边形可以使用七根相同的牙签以 1:3:3 的三角形形式构成(Finlay 1959,Johnson 1975,Wells 1991;上图右侧)。Bankoff 和 Garfunkel (1973) 讨论了七边形,包括据称阿基米德发现的纽西斯作图法(Heath 1931)。Madachy (1979) 说明了如何通过折叠和打结纸条来构造七边形,正七边形也可以使用尼科梅德斯蚌线来构造。

尽管正七边形不能使用经典技术尺规作图,但 Dixon (1991) 给出了几个非常接近360 degrees/7的角度的作图。虽然一条边所对的360 degrees/7 approx 51.428571 degrees,但 Dixon 给出的作图包含2sin^(-1)(sqrt(3)/4) approx 51.317813 degreestan^(-1)(5/4) approx 51.340192 degrees30 degrees+sin^(-1)((sqrt(3)-1)/2) approx 51.470701 degrees的角度。

HeptagonMidpoints

在具有单位外接圆半径和中心O的正七边形中,构造AB中点 M_(AB) 和弧CB弧中点 X_(CB),并令OX_(CB)中点M_(OX)。则M_(OX)=M_(AB)=1/sqrt(2) (Bankoff 和 Garfunkel 1973)。

HeptagonDiagonal

在正七边形中,如上构造点X_(CB)M_(AB)M_(OX)。 также 构造中点 M_(OF) 并在 M_(AB)B 的延长线上构造 J,使得 M_(AB)J=M_(AB)X_(CB)。 请注意,七边形的边心距 OM_(AB) 的长度为 r=cos(pi/7)。 然后

1. 长度 x=M_(AB)M_(OF) 等于 sqrt(2)r=sqrt(2)cos(pi/7),也等于以下方程的最大根

 8x^6-20x^4+12x^2-1=0,
(1)

2. M_(OJ)=sqrt(6)/2,并且

3. M_(AB)M_(OX)DeltaM_(OF)OM_(AB)外接圆相切

(Bankoff 和 Garfunkel 1973)。

HeptagonalTriangleQuad

在中心为 O 的正七边形中,构造一个七边形三角形 DeltaABC,并令 BNAM 分别平分 ∠ABC∠BAC,其中 MN 都位于外接圆上。 同样定义中点 M_(MO)M_(NO)M_(MC)M_(NC)。 然后

MN=1/2M_(MO)M_(NO)=1/2M_(MC)M_(NC)
(2)
=sqrt(2)M_(NO)M_(MC)
(3)
M_(MO)M_(MC)=M_(NO)M_(NC)=1/2
(4)
M_(MO)M_(NC)=1/2sqrt(2)
(5)

(Bankoff 和 Garfunkel 1973)。


另请参阅

尼科梅德斯蚌线, 埃德蒙兹地图, 七边形定理, 七边形三角形, 纽西斯作图法, 克莱因四次曲线, 多边形, 正多边形, 三角学角度--Pi/7

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参考文献

Aaboe, A. 数学早期史话。 华盛顿特区:美国数学协会,1964 年。Bankoff, L. 和 Demir, H. "问题 E 1154 的解答。" 美国数学月刊 62, 584-585, 1955.Bankoff, L. 和 Garfunkel, J. "七边形三角形。" 数学杂志 46, 7-19, 1973.Bold, B. 几何著名问题及其解法。 纽约:多佛出版社,第 59-60 页,1982 年。Conway, J. H. 和 Guy, R. K. 数字之书。 纽约:施普林格出版社,第 194-200 页,1996 年。Courant, R. 和 Robbins, H. "正七边形。" §3.3.4 在 什么是数学?:思想和方法的初等方法,第二版。 英国牛津:牛津大学出版社,第 138-139 页,1996 年。Dixon, R. 数学图形。 纽约:多佛出版社,第 35-40 页,1991 年。Finlay, A. H. "曲折路径。" 数学公报 43, 199, 1959.Heath, T. L. 希腊数学手册。 英国牛津:克拉伦登出版社,第 340-342 页,1931 年。Johnson, C. "正七边形的构造。" 数学公报 59, 17-21, 1975.Madachy, J. S. Madachy 的数学娱乐。 纽约:多佛出版社,第 59-61 页,1979 年。Wells, D. 企鹅好奇与有趣的几何词典。 伦敦:企鹅出版社,第 210 页,1991 年。

参见

七边形, 正多边形

请引用为

韦斯坦因,埃里克·W. "正七边形。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/RegularHeptagon.html

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