若长为|a|,|b|的线段可以用几何方法做出来,那么长为|c|的线段也能用几何方法做出的,
其中c是方程x^2+ax+b=0的实根。
上面的定理实际上就是在有线段长度|a|和|b|的时候,做出长为sqrt(a^2-4b)的线段。
(这一步,大家会画吧?)
而要在一个单位圆中做出正十八边形,主要就是做出长度是cos(2pai/18)的线段。
下面我把当年高斯证明可以做出cos(2pai/17)的证明给出,同时也就给出了具体的做法。
设a=2[cos(2pai/18)+cos(4pai/18)+cos(8pai/18)+cos(16pai/18)]>0
a1=2[cos(6pai/18)+cos(10pai/18)+cos(12pai/18)+cos(14pai/18)]<0
则有a+a1=-1,a*a1=-4,即a,a1是方程x^2+x-4=0的根,所以长为|a|和|a1|的线段可以做出。
令b=2[cos(2pai/18)+cos(8pai/18)]>0 b1=2[cos(4pai/18)+cos(16pai/18)]<0
c=2[cos(6pai/18)+cos(10pai/18)]>0 c1=2[cos(12pai/18)+cos(14pai/18)]<0
则有b+b1=a b*b1=-1 c+c1=a1 c*c1=-1
同样道理,长度是|b|,|b1|,|c|,|c1|的线段都可以做出来的。
再有2cos(2pai/18)+2cos(8pai/18)=b [2cos(2pai/18)]*[2cos(8pai/18)]=c
这样,2cos(2pai/18)是方程x^2-bx+c=0较大的实根,
显然也可以做出来,并且作图的方法上面已经给出来了