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La construcción de un pentágono regular

En Robert Dixon Mathographics, un pentágono regular se construye con la regla y el compás solamente. Es el pentágono $ABCDE$ se muestra a continuación.

Estoy teniendo problemas para ver por qué la central ángulos son todos los $72^\circ$, sin embargo. ¿Alguien puede proporcionar la prueba?

Además, ¿alguien sabe que esta construcción es debido? No he visto en ningún sitio, salvo en Dixon del libro; es Dixon del resultado?

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El resultado parece mucho más impresionante, sin todas las etiquetas (que son un poco fuera de lugar, por favor, disculpe este); sin embargo, yo siempre aquellos que responder sería más fácil. También, que hace que sea fácil para describir los pasos en la construcción:

1) Dibujar un círculo (el rojo), el centro de la $h$.

2) Dibujar las líneas perpendiculares $\ell_1$ $\ell_2$ a través de $h$. Localizar los puntos de intersección $f$, $B$, y $g$ con el círculo rojo.

3) Biseca al segmento de la línea de $gh$. Denotar el centro por $a$.

4) Dibujar el círculo verde con el centro $a$ y radio de $ah$.

5) Dibuja otro círculo verde (como en (3) y 4)).

6) Dibuja el segmento de la línea a través de$f$$a$.

7) encuentre los puntos de intersección $b$ $c$ del segmento de línea con el círculo construido en el paso 4).

8) Dibuje el azul arcos (ambos tienen centro en $f$ y la de los radios $fb$$fc$).

9) Localizar los puntos de intersección $A$, $C$, $D$, y $E$.


La verdad es que tengo la solución a la primera pregunta, y va a publicar a menos que una forma más elegante explicación (que probablemente es probable). Sin embargo, esto me parece una construcción particularmente hermoso, y quisiera saber que se le atribuye (Dixon no dice explícitamente).

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Joe Lencioni Puntos 4642

Aquí está mi explicación:

Deje que el radio del círculo dibujado en el paso 1) ser $2$ (unidades). Entonces el radio de la mayor arco (a través de$A$$C$) dibuja en el paso 8) es $1+\sqrt 5$ y el radio de la menor de arco es $ \sqrt5-1$ .

Triángulo $\color{darkgreen}{\triangle hfD}$, por lo tanto, tiene longitudes de los lados $2$, $2$, y $\sqrt 5-1$; y así, es un triángulo de oro (ver más abajo) con ángulos de $36^\circ$-$72^\circ$-$72^\circ$.
Triángulo $\color{red}{\triangle fhC}$ tiene longitudes de los lados $2$, $2$, y $\sqrt 5+1$; y así, el oro es un triángulo con ángulos de $36^\circ$-$108^\circ$-$36^\circ$.

A partir de esto, se puede deducir que los ángulos $\angle ChD$ $\angle ChB$ medidas $72^\circ$ (observe que el ángulo formado por $\ell_1$ y el segmento de $\overline{hC}$$18^\circ$).

Por simetría, los ángulos $\angle BhA$ $\angle AhE$ tienen medida $72^\circ$. El resto de ángulo, $\angle EhD$ entonces debe tener medida $72^\circ$.

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En golden triángulos:

La proporción áurea es $\tau={1+\sqrt 5\over 2}$; un triángulo de oro es un triángulo isósceles con dos lados en la proporción áurea.

Considerando los triángulos semejantes en los diagramas de abajo, uno puede mostrar que el oro de los triángulos son las $36^\circ$-$72^\circ$-$72^\circ$ y el $36^\circ$-$108^\circ$-$36^\circ$ los triángulos.

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