2014-05-12

如何把信紙摺三折【二】


聲明:本集內容比較乏味、亦不夠嚴謹科學、文字亦不夠精煉規範,讀者可直接跳過,或快速瀏覽即可。

<本集內容:對摺紙法進行簡單分析歸納>

<需要答案的讀者可直接跳到第四集

<另請見新方法

集我們以尺規法畫出了線段AB的三等分點,首先把結果貼出來。

然而,在沒有尺規的輔助下,可否憑摺紙的方法,找到C、D點的位置呢?對此,我們先要簡單對摺紙法進行分析。

對於一張矩形紙張,我們可以比較直接地摺出:

(1) 任意線段的垂直平分線:將紙張對摺,摺痕便是一條邊的垂直平分線;同理,將紙張上一根任意線段的兩端點對齊摺疊,摺痕即為該線段的垂直平分線;
紅色表示摺痕,蜂網表示紙張背面,下同
 
(2) 角平分線:將一隻角的兩條邊對齊摺下,摺痕便是該角的角平分線;
 
(3) 任意線段的垂直線:將線段疊齊摺下,摺痕便是該線段的垂直線;

(4) 任意線段的平行線:用(3)所述方法先摺出該線段(如圖中綠線)的垂直線,然後用相同方法對該垂直線(黑線)作垂直線,所得摺痕(紅色虛線)即為原線段的平行線;


(5) 貼着紙張兩條鄰邊的正方形:如圖,先摺一條垂直於紙張一邊(長邊)的摺痕,然後把長邊的一段與該摺痕疊齊摺下,再以鉛筆(或摺痕)記錄;
灰色虛線表示鉛筆痕,灰色陰影部分即為正方形

(6) 兩點的連線;

(7) 兩根線段(即兩條摺痕)的交點(圖略);

(8) ......

現在回到開頭的問題,假設有一張尺寸不詳的矩形紙張,其中AB為紙張的長邊,可否用上面歸納的8(或7)種摺法,摺出下圖所示的C、D點呢?
要是可行的話,只要最終在紙張上摺出CO線段,任務便告完成--即我們不靠尺規、器具,徒手精確地將信紙摺成了三等份。

但經過初步分析,除了A、B(紙張的兩隻角)、H(線段AB的中點)三點,以及線段EH的延長線(其中E點位置未知)之外,其餘點、線的位置均無法直接“摺出來”--最大問題是,在矩形(90度角)紙張上,不論怎樣平分、平行、垂直,結果都只會出現45度角和90度角,很難摺出正三角形特徵的60度角(或許可以?請高手不吝賜教)。

因此,接下來我們惟有以退為進,先分析三等分點C、D都有哪些幾何特徵,再看看能否僅以平行線、垂直線、45度角、90度角、垂直平分線、正方形這些元素,將C、D點定位出來。

<第二集完,轉下集>

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