สร้างรูปห้าเหลี่ยมที่หลีกเลี่ยงการใช้เข็มทิศ


38

กฎระเบียบ

คุณจะเริ่มต้นด้วยสององค์ประกอบเท่านั้น: คะแนนAและเช่นนั้นBABB จุดเหล่านี้ใช้ระนาบที่ไม่มีที่สิ้นสุดในทุกทิศทาง

ในขั้นตอนใด ๆ ในกระบวนการคุณสามารถทำหนึ่งในสามขั้นตอนต่อไปนี้:

  1. ลากเส้นที่ผ่านจุดสองจุด

  2. วาดวงกลมที่มีศูนย์กลางที่จุดหนึ่งเพื่อให้อีกจุดหนึ่งอยู่บนวงกลม

  3. เพิ่มจุดใหม่ที่วัตถุสองรายการ (เส้นและวงกลม) ตัดกัน

เป้าหมายของคุณคือการสร้าง 5 คะแนนเพื่อให้เกิดจุดยอดของรูปห้าเหลี่ยมปกติ (รูปหลายเหลี่ยมนูนที่มีความยาวเท่ากับ 5 ด้าน) โดยใช้วงกลมน้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้ แน่นอนว่าคุณอาจมีคะแนนอื่น ๆ แต่ 5 คะแนนต้องมีรูปห้าเหลี่ยมปกติ คุณไม่จำเป็นต้องวาดขอบรูปห้าเหลี่ยมเพื่อให้คะแนน

เกณฑ์การให้คะแนน

เมื่อเปรียบเทียบคำตอบสองคำตอบสิ่งที่วาดวงกลมน้อยกว่าจะดีกว่า ในกรณีที่เสมอกันเป็นวงกลมคำตอบที่วาดเส้นที่น้อยที่สุดนั้นดีกว่า ในกรณีที่เสมอกันทั้งในวงกลมและเส้นคำตอบที่เพิ่มจุดที่น้อยที่สุดจะดีกว่า

ต่อต้านกฎ

แม้ว่ารายการกฎจะละเอียดถี่ถ้วนและรายละเอียดทุกอย่างที่คุณสามารถทำได้คือไม่เพียงเพราะฉันไม่ได้บอกว่าคุณไม่สามารถทำอะไรไม่ได้หมายความว่าคุณทำได้

  • คุณไม่สามารถสร้างวัตถุ "โดยพลการ" สิ่งปลูกสร้างบางอย่างที่คุณจะพบจะคิดว่าเพิ่มจุดที่ตำแหน่ง "โดยพลการ" และทำงานจากที่นั่น คุณไม่สามารถเพิ่มคะแนนใหม่ในสถานที่อื่นนอกเหนือจากทางแยก

  • คุณไม่สามารถคัดลอกรัศมีได้ สิ่งปลูกสร้างบางอย่างจะเกี่ยวข้องกับการตั้งเข็มทิศให้เป็นรัศมีระหว่างจุดสองจุดแล้วหยิบมันขึ้นมาแล้ววาดวงกลมอื่น ๆ คุณทำสิ่งนี้ไม่ได้

  • คุณไม่สามารถทำการ จำกัด กระบวนการได้ สิ่งปลูกสร้างทั้งหมดจะต้องมีจำนวนขั้นตอนที่แน่นอน ไม่ดีพอที่จะเข้าหาคำตอบแบบไม่แสดงอาการ

  • คุณไม่สามารถวาดส่วนโค้งหรือส่วนหนึ่งของวงกลมเพื่อหลีกเลี่ยงการนับเป็นวงกลมในการให้คะแนนของคุณ หากคุณต้องการใช้ส่วนโค้งทางสายตาเมื่อแสดงหรืออธิบายคำตอบของคุณเพราะพวกเขาใช้พื้นที่น้อยลงไปข้างหน้า แต่พวกเขานับเป็นวงกลมสำหรับการให้คะแนน

เครื่องมือ

คุณสามารถคิดว่าผ่านปัญหาในGeoGebra เพียงไปที่แท็บรูปร่าง กฎสามข้อนั้นเทียบเท่ากับจุดเส้นและวงกลมด้วยเครื่องมือกลาง

ภาระการพิสูจน์

นี่เป็นมาตรฐาน แต่ฉันอยากจะย้ำ หากมีคำถามว่าคำตอบเฉพาะนั้นถูกต้องหรือไม่ภาระในการพิสูจน์นั้นอยู่บนผู้ตอบเพื่อแสดงว่าคำตอบนั้นถูกต้องมากกว่าที่สาธารณะจะแสดงว่าคำตอบนั้นไม่ถูกต้อง

สิ่งนี้กำลังทำอะไรในเว็บไซต์ Code-Golf ของฉัน?!

นี่เป็นรูปแบบหนึ่งของคล้ายกับบทแม้ว่าจะเป็นภาษาการเขียนโปรแกรมแปลก ๆ ขณะนี้มีความเห็นพ้อง + + 22 / -0 สำหรับเมตาว่าอนุญาตประเภทนี้


12
นี่เป็นเหมือนเกมที่ฉันมีบนโทรศัพท์ของฉันชื่อยูคลิด
mbomb007

เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด: codegolf.stackexchange.com/q/38653/15599
Level River St

6
ครั้งต่อไปคุณควรขอให้ผู้คนวาดรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนซึ่งจะมีความท้าทายเพิ่มขึ้นเล็กน้อย :)
ข้อเสีย

3
มันเป็นปืนขนาด 17-gon ทั่วไปซึ่งสามารถใช้งานได้โดยใช้ไม้บรรทัดและวงเวียน ฉันสามารถให้ heptagon ให้คุณได้ แต่มันไม่จำเป็นต้องเป็นเรื่องปกติ!
Rosie F

1
Heptagon (7 ด้าน) ไม่สามารถทำได้ด้วยไม้บรรทัดและเข็มทิศเท่านั้น Mathologer ปกคลุม
Draco18s

คำตอบ:


37

2 วงกลม 13 บรรทัด 17 คะแนน

ภาพ

ลองใช้กับ GeoGebra

  • ให้วงกลม (A, B) ตัดกันวงกลม (B, A) ที่ C และ D
  • ให้ AB ตัดกันวงกลม (A, B) อีกครั้งที่ E
  • ให้ AB ตัดกันวงกลม (B, A) อีกครั้งที่ F
  • ให้ AD ตัดกันวงกลม (A, B) อีกครั้งที่ G
  • ให้โฆษณาตัดกัน CF ที่ H
  • ให้ BG ตัดกัน DF ที่ I
  • ให้ HI ตัดกันวงกลม (A, B) ที่ J และ K
  • ให้ BG ตัดกัน EJ ที่ L
  • ให้ BJ ตัดกัน EG ที่ M
  • ให้ BG ตัดกัน EK ที่ N
  • ให้ BK ตัดกัน EG ที่ O.
  • ให้ LM ตัดกันวงกลม (A, B) ที่ P และ S
  • อย่าให้วงกลมตัดกัน (A, B) ที่ Q และ R

จากนั้น EPQRS เป็นรูปห้าเหลี่ยมปกติ

ทำไมมันถึงได้ผล

ให้ BE ตัดกัน GJ ที่ T, และให้ BE ตัดกัน GK ที่ U. BEGJ รูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนที่สมบูรณ์แสดงว่า T คือขั้วของ LM ซึ่งเป็นจุดตัดของแทนเจนต์ที่ P และ S ขั้วของ NO ซึ่งเป็นจุดตัดของแทนเจนต์ที่ Q และ R

ให้ FG ตัดกัน HI ที่ V. diagonals DV และ GI ของรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนที่สมบูรณ์ DGVI ตัดกัน FH ที่คอนจูนิกฮาร์มอนิกส์ที่เกี่ยวกับ F และ H; เนื่องจากตัวแรกอยู่ที่∞ที่สองคือจุดกึ่งกลางของ FH ซึ่งบอกว่า C, D, V เป็น collinear

ให้ CG ตัดกัน HI ที่ W.

ภาพ

ตอนนี้เพื่อความสนุก Line FUBAT คือมุมมองเกี่ยวกับ G to line VKIHJ ซึ่งเป็นมุมมองเกี่ยวกับ D ถึงวงกลม CKDGJ ซึ่งเป็นมุมมองเกี่ยวกับ C to line HKVWJ ซึ่งเป็นมุมมองเกี่ยวกับ G to line AUF∞T การสร้างมุมมองสี่มุมมองเหล่านี้ทำให้ FUBAT ⌅AUF∞Tเป็นprojectivity เนื่องจากการฉายภาพในมิติเดียวถูกกำหนดโดยสามจุด T และ U จึงถูกกำหนดให้เป็นจุดคงที่ทั้งสองของ FBA ⌅AF∞

การกำหนดพิกัดด้วย A = 0, B = −1, F = −2, การฉายภาพนี้ถูกกำหนดโดยx ↦ 4 / x + 2 และจุดคงที่ T = 1 + √5 = วินาที (2π / 5) และ U = 1 - √5 = −sec (2π / 10) ตรงตามที่ต้องการเพื่อให้ EPQRS เป็นเพนตากอนปกติ


10
โปรดอธิบายแต่ละขั้นตอนของอัลกอริทึมของคุณในคำและสัญลักษณ์
Rosie F

2
@Servaes คำตอบนี้อาจใช้คำอธิบายบางอย่าง แต่ฉันสามารถบอกคุณได้ว่าบรรทัดที่สามนั้นดีมันเป็นเส้นแบ่งครึ่งตั้งฉาก แต่มันถูกกำหนดในแง่ของสองประเด็นที่มาก่อนแทนที่จะเป็นเส้นแบ่งตั้งฉาก กันสำหรับอันที่สี่
ข้าวสาลี Wizard

2
@RosieF ขออภัยเกี่ยวกับฉลากนั้นเพิ่มความน่ารำคาญด้วยวิธีที่ฉันสร้างรูปภาพ ฉันแลกมันใน GeoGebra พร้อมกับป้ายกำกับและเพิ่มคำแนะนำและลิงก์ไปยังแอปแบบโต้ตอบที่คุณสามารถเล่นกับสิ่งก่อสร้างได้
Anders Kaseorg

2
ดูเหมือนว่าเป็นทางออกที่เรียบร้อย แต่คุณสนใจที่จะอธิบายว่าทำไมผลลัพธ์ถึงเป็นรูปห้าเหลี่ยมปกติ ทำไม EP = PQ = QR = RS = SE
Minethlos

2
@Minethlos ใช้เวลาสักครู่ในการหาหลักฐานที่ดี แต่ในที่สุดฉันก็พบว่าฉันมีความสุข ได้รับการเตือนว่ามันต้องมีพื้นหลังจำนวนพอสมควรในเรขาคณิต projective
Anders Kaseorg

17

7 6 วงกลม 3 บรรทัด

นี่คือการก่อสร้างที่เพนตากอนคลาสสิกพิสูจน์ความถูกต้องที่สามารถพบได้ที่นี่

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


10

4 วงกลม 7 บรรทัด

เนื่องจากมันถูกตีฉันคิดว่าฉันจะโพสต์วิธีการแก้ไขปัญหาเดิมของฉัน การแก้ปัญหานี้มีการปรับเปลี่ยนจากวิธีการที่กำหนดโดยดิกซันในMathographicsเป็นหลักฐานของความถูกต้องสำหรับวิธีการที่สามารถพบได้ที่นี่

  • CผมRล.อี(A,B)
  • AB¯
  • CผมRล.อี(A,B)AB¯C
  • CผมRล.อี(B,C)
  • CผมRล.อี(C,B)
  • CผมRล.อี(C,B)CผมRล.อี(B,C)D
  • CผมRล.อี(C,B)AB¯E
  • DC¯
  • CผมRล.อี(C,B)DC¯F
  • CผมRล.อี(C,B)CผมRล.อี(B,C)G
  • BG¯
  • BG¯EF¯H
  • HC¯
  • HC¯CผมRล.อี(C,B)ผม
  • ผมA¯
  • ผมA¯CผมRล.อี(A,B)J
  • CผมRล.อี(ผม,J)
  • CผมRล.อี(ผม,J)HC¯L
  • CผมRล.อี(ผม,J)CผมRล.อี(C,B)MK
  • ML¯
  • KL¯
  • CผมRล.อี(C,B)ML¯ยังไม่มีข้อความ
  • CผมRล.อี(C,B)HC¯O
  • CผมRล.อี(C,B)KL¯P

MKPOยังไม่มีข้อความ

การวาดภาพ


1
นี่คือสิ่งมหัศจรรย์! งานก่อสร้างของคุณบางส่วนคล้ายกับวิธีของ Dixon แต่วิธีการของคุณอย่างชาญฉลาดหลีกเลี่ยงการทำสิ่งกีดขวางหรือสร้างฉากตั้งฉากอย่างชาญฉลาด
Rosie F

@RosieF มันถูกดัดแปลงจากวิธีของ Dixon ฉันน่าจะพูดถึงมันแล้ว
ข้าวสาลี Wizard
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.