尺規作圖
內接正六邊形(inscribing a regular hexagon)
在所有正多邊形中,六邊形的作圖簡直像個禮物。要在圓內畫一個正六邊形,你甚至不必更動圓規張口——只要拿半徑沿著圓緣「走」一圈,剛好走六步就回到起點。這正是蜂巢和螺帽頭呈六邊形的原因:對圓而言,六是最友善的數字。
原因如下。畫一個半徑 r 的圓,在上面任取一點 A。圓規寬度不變(仍是 r),針腳置於 A,畫弧交圓於下一點 B;再從 B 跨到 C,依此類推。你切出的每條弦長都是 r。原因藏在一個正三角形裡:圓心 O 與兩相鄰點,例如 O、A、B,有 |OA| = |OB| = |AB| = r,所以三角形 OAB 是正三角形,圓心角為 60 度。六個這樣的 60 度扇片正好填滿整個 360 度,所以第六步就把圖封閉。連起六個點得正六邊形;每隔一個相連則得正三角形。
六邊形是內接正多邊形最俐落的例子,也是一塊踏腳石:二等分它的圓心角得正十二邊形,再得正二十四邊形,如此不斷加倍。正方形與正三角形同樣可作。「哪些」正 n 邊形能作出的更深問題——由高斯解答——留待「可作圖正多邊形」討論。
在半徑 r 的圓上,圓規維持 r,從 A 開始繞著走:A、B、C、D、E、F,六跳回到 A。每條弦都是 r,因為每個中心三角形(如 OAB)都是正三角形,圓心角 60 度。
半徑沿著自己的圓恰好走六步——六邊形的祕密是 60 度的正三角形。
半徑等於內接正六邊形的邊長,這就是為什麼六步剛好封閉。這個簡單案例不代表每個正多邊形都可作——例如正七邊形與正九邊形就不可作。
又稱
另見