Если вы видите это сообщение, значит, произошла проблема с загрузкой файлов в стилей (CSS) нашего сайта. Попробуйте сбросить кэш браузера (Ctrl+F5).
Если это не поможет, а вы находитесь в регионе, где возможны ограничения интернет-трафика с российских серверов - воспользуйтесь VPN.
Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
0

Можно ли построить правильный эллипс, имея только циркуль и линейку? Как?

Алекс-89 [210K] 2 года назад 

Нашёл в Википедии утверждение (то ли аксиому, то ли теорему), которое меня достаточно сильно смутило.

При помощи циркуля или циркуля и линейки можно построить любое количество точек, принадлежащих эллипсу, но не весь эллипс целиком.

Оспаривать Википедию я не буду, я вообще человек неконфликтный, но возникает промежуточный вопрос: что мешает переменной "любое количество" принять значение "всё"? Ну да ладно.

Итак, окончательный вопрос: можно ли построить совершенно правильный эллипс (например, если известны длины его обеих полуосей), если у нас есть только линейка без делений, чертёжный круговой циркуль, карандаш и лист бумаги? И ничего больше!

Если можно — то как?

Если нельзя, то объясните, пожалуйста, почему? Было бы интересно попробовать понять.

Вопрос задаю из чистого любопытства как начинающий математик-любитель. Можно сказать, математический юнец.

alexm12 [291K]
В ролике глупость нарисована, а не эллипс.  —  2 года назад 
комментировать
2

Конечно же это не аксиома. Вообще наука занимающаяся построениями называется конструктивная геометрия. Она имеет свою аксиоматику и свои доказательные утверждения.

Так вот начнем с промежуточного вопроса:

Согласно теории: что такое построить фигуру?

Это если дано начальное количество неких фигур и описано свойство характеризующее эту фигуру. Дан некий набор инструментов. Определены простейшие построения.

Используя простейшие построения, получить конечное множество основных построенных фигур, содержащих искомую фигуру, находящуюся в данном отношении к данным фигурам.


В задаче даны начальные фигуры, дано свойство эллипса, характеризующее эту фигуру. Даны инструменты. Есть аксиоматика и определены простейшие построения. В результате мы можем построить фигуры - точки принадлежащие эллипсу, причём много точек. Но мы не сможем закончить построение, так как этих точек бесконечно. Мы не сможем провести конечное множество построений.


Отвечая на вспомогательный вопрос, получаем и ответ на основной. Нельзя построить точный эллипс при помощи циркуля и линейки.


П.С. Кстати, если быть дотошным это сродни как нельзя построить отрезок, только одним циркулем, хотя можно строить много точек на прямой заданной двумя точками одним циркулем, но весь отрезок не построить. Его можно построить при помощи линейки.

Но как же теорема о том, что всё что можно построить циркулем и линейкой, можно построить только циркулем.

Это как раз упрощенная обиходная формулировка теоремы для передачи общего посыла. На самом деле формулировка звучит иначе и этот момент как раз там согласован.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
2

Мне кажется, что нельзя.

Дело в том, что циркулем можно рисовать дуги только фиксированного радиуса. Да, разного для каждой отдельной дуги, но - фиксированного. Это означает, что радиус кривизны для построенной фигуры в местах сопряжения дуг будет меняться скачком, что можно воочию видеть на рисунке из вопроса.

Меж тем в эллипсе, который настоящий эллипс, радиус кривизны от точке к точке меняется плавно. Это эквиаалентно бесконечно большому числу дуг бесконечно малого размера.

Ну и как вы себе представляете построение с бесконечно большим числом элементов?


Лирическое отступление.

В вычислительной математике есть схожая методика аппроксимации таблично заданной функции - сплайн-аппроксимация. Когда на каждом участке из нескольких идущих подряд точек функция представляется полиномом. Чаще всего берут четвёрки точек и кубические полиномы. На следующем участке, сдвинутом на одну точку, - тоже берут полином, но уже другой. Такое представление для кубических полиномов гарантирует получение гладкой кривой (без изломов), причём непрерывно дифференцируемой два раза, то есть первая производная тоже без изломов. Но уже вторая производная гладкой не будет - на ней появятся изломы.

Вот построение эллипса циркулем чем-то сродни такой кусочной аппроксимации: близко, даже очень близко, - но не точно.

1

Если известны размеры полуосей, то построить эллипс можно.Но линейки без делений не хватит. У эллипса сумма расстояний от каждой его точки до фокусов постоянна. Без точного вычисления расстояний его не построить.

0

Эллипс фигура не сложная и её можно построить просто с помощью линейки. Нарисовать прямоугольник и заключить в неё эллипс.

Знаете, художникам запрещено пользоваться линейкой, однако они рисуют круги, эллипсы, ровные прямоугольники и квадраты. Просто вопрос времени, набить руку.

И в вашем вопросе уже есть ответ, даже с видео)))

Спасибо за внимание!

alexm12 [291K]
Данный комментарий был добавлен в качестве пояснения к голосованию против данного материалаВаш способ напоминает интернет мем "как нарисовать сову". Вы никогда не попадете в эллипс рисуя его таким способом, да еще и от руки. Эллипс это точная математическая фигура, в отличие от овала, который можно рисовать как угодно.  —  2 года назад 
комментировать
Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация