수학아카데미

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3등분이 가능하다면, 당연히 n등분도 가능하여야 한다는 생각에 n등분을 여러 차례 시도하고, 지우기를 반복했습니다.


마침내 위 그림처럼 3등분에 사용한 방법과 같이, n등분이 가능함을 알았습니다.


n 등분은 이미 증명된 2등분의 배수나 3등분의 배수는 당연히 등분이 될 것이고, 3등분 이상의 소수에 대한 등분의 가능성을 검토하는 것이 필요할 것입니다.


위 그림처럼 5등분을 검토하여 가능함을 확인 하였고, 아래와 같이 7등분과 13등분에 대하여 같은 방법을 시행하여 성립함을 확인하였습니다.



위의 그림은 주어진 각도(L0-0-L7)이 28도(4도*7=28도)의 각일 때, 28도 각을 5등분하는 방법을 보인 것입니다.


주어진 각을 반지름*내각을 6*7로 등분을 시행한 다음에, 첫 번째 각의 선분(L1)의 5번째(r5) 등분점(P2)에 원호(r1)의 반지름을 그리고, 네 번째 각의 선분(L4)에 5번째 원호의 반지름(r5)을 그려서 만나는 점(P3)에서 원호의 중심인 원점 0에 연결하여 L8을 얻은 것입니다.



L8은 28도를 5등분하는지 확인하기 위하여 얻은 선분입니다.


이 그림에 대하여 앞에 3등분을 증명한 방식을 적용하여 검토하면, 청색으로 그린 원점0-P2와 P1-P3의 선분은 반지름 r5의 길이이고, 원점0-P1과 P2-P3는 R1의 반지름과 같은 길이입니다. 이로서, 청색의 선들은 평행사변형의 모양이 됩니다.


적색으로 표시된 L8에 P1과 P2에서 각각 수선을 내리고, 그 선분을 h로 표시합니다.


그러면 주어진 각을 5등분한 L3-L2각을 나누고 있는 L8직선의 상부의 각을 알파라 하고, 하부의 각을 베타라고 하면, 수식은 아래와 같이 됩니다.


α= asin(h/1r), β=asin(h/5r) 가 됩니다.


따라서,


α : β = asin(h/1r) : asin(h/5r) = 5: 1이 되어 계산상으로는 5등분을 만족합니다.(후기 ;  만족하지 못합니다. ㅜ  ㅠ  아래에서 보듯  α : β = asin(h/1r) : asin(h/5r) 가 아니었습니다.  )



컴퓨터에서 작도 상으로는 (정정: 컴퓨터 작도 상으로만, 오차가 없는 듯이 보입니다.)    오차가 없는 것으로 보입니다. 제 컴퓨터가 보장이 안 되지만, 슈퍼컴퓨터와 작도 상 오차가 없는 프로그램을 쓰시는 분이 재확인해 주시면 좋겠습니다.



같은 방법으로 7등분과 13등분도, 시행을 한 결과 그림 상으로 성립하는 것을 확인하였습니다. 수식을 재차 보이지 않아도 당연히 성립이 됨을 아실 것입니다.





< 각의 7등분의 예>



<각의 9등분의 예>


이로써, 제 방법이 3등분을 명확히 성립하는 것을 확인하였고, “각의 3등분이라는 난제”를 넘어서 “각도의 등분을 일반화”를 하였습니다.



이글을 읽으시는 분들이 재확인하여 제 방법이 옳지 않다면, 확인해 주십시오.




백북스 회원들 중에 수학을 전공하신 분들이 많이 있고, 학교에서 수학을 가르치시는 분들도 많이 계신 것으로 알고 있습니다.
작년부터 토론이 있었던 것인 만큼,
백북스가 지식공동체인데, 이런 문제에 대하여 더 이상 침묵하기 보다는,  이제 이 방법이 옳고 그름을 대하여 명확히 밝혀 주어야 할 것입니다.

****  임병철 님이 가르쳐 주셔서, 맨 아래 댓글처럼 잘뭇이 있슴을 발견했습니다. 
임 병철님께 감사드리고,   게시판을 어지럽혀서 죄송합니다.
회원님들께 사과드립니다.

ㅜ   ㅠ

  • ?
    한정규 2013.07.13 06:06
    1. 저는 그간의 글을 자세히 살펴보지는 않았습니다만, 한가지 확실한 점은 "작도에 의한각의 3등분은 불가능하다"는 명제가 참이라는 사실입니다. 이에 대해 과거에 게시판을 통해 지금보다 많은 분들이 읽고 고민해서 해결책을 제시한 것으로 기억합니다.

    2. 백북스를 지식공동체라 함에 다른 의견은 없지만, 그렇기 때문에 이렇게 글을 남깁니다. 남의 이야기를 들어주는 것은 자신의 한정된 시간을 없애가며 행하는 행위입니다. 그 뜻은 자신이 자신의 시간을 소비하는 것보다 가치있는 일이어야 할 것입니다. 이 글을 다른 이가 검토해주길 바라신다면 읽는 이가 읽어서 가치있다 생각하게 하시는게 옳은 방향일 것입니다. 하지만 위 문제에 대해서는 동의하기가 어렵습니다.

    3. 고민고민하다가 댓글을 올리는 겁니다. 행여 감정 상하지 마시길...
  • ?
    이기두 2013.07.13 06:06
    저는 명확한 반론으로 누군가가 제가 틀렸다는 것을 증명해 주기 바랍니다.

    제가 지금 제시하는 것은 기존에 "증명되었다"는 인정에 대한 반론입니다.
    논증없는 기존의 믿음을 얘기하는 것은 아무런 의미가 없습니다.

    "한가지 확실한 점은 "작도에 의한각의 3등분은 불가능하다"는 명제가 참이라는 사실입니다."
    굳이 설명해 주시지 않아도 위 말씀을 믿는 근거는 이미 알고 있습니다.
    그러나, 그 증명이 도전받고 있는 상황에서는 '참이라는 사실'이 아니고, '참이라는 믿음'일 뿐입니다. 최소한 지금 이자리에서 아래의 제 주장에 대답을 하기 전 까지는. --- 학교에 돌아가셔서 수리를 가르치는 교수 앞에서는 안그러셔도 됩니다. ^ ^
    제 수학교사인 친구에게 어떻게 생각하느냐고 물으니, 그 동안의 수많은 천재들이 모두 바보라고 생각하느냐고 반문하더군요.

    제가 다시 반문하고 싶었습니다, 웃고 말았지만.

    "비행기를 처음 성공했던 라이트 형제가 그 이전에 비행기를 시도했던 수 많은 천재들(아리스토텔레스를 포함해서) 보다 머리가 더 우수했다고 생각하느냐?"
    "방첼의 각의 3등분 불가설이 (내 증명보다) 간단하고, 명료하고, 확실하더냐?"

    방첼의 증명이 옳다고 믿는 분은 작년에 제가 제기한 방첼의 증명의 문제점에 대해서 답해야 합니다.

    1. 삼각함수로 증명하는 것은 눈금있는 자와 각도기를 사용한 것이 아닌지.

    2. 어떤 각은 3 등분 가능한데, 어떤 각은 삼등분이 불가하다는 주장은 그 증명이 옳지 않은 근거라는 제 생각.
    그 증명이 옳으려면, 작도가 가능하다는 그 수많은 각도중에 하나라도 작도를 해서 보여 주고, 같은 방법으로 작도해서 다른 어떤 각은 불가하다는 것을 보여 주어야 한다는.
    즉, 방첼은 작도문제를 대수적으로 증명했는데, 방첼의 증명은 형식적으로도 옳지 못하고, 요건도 갖추지 못했다는 것입니다.

    저도 작년에 방첼보다 더 명확하고 정교한 방법으로, 매스매티카를 이용한 계산으로 13 등분이상의 소수 등분은 불가하다는 결론을 내린 바 있지만, 위에 보는 것처럼, 작도로 13 등분을 해 보였습니다.
    즉, 작도문제를 대수적으로 증명하는 것은 전혀 의미가 없다는 것은 누구나 인정하듯이, 대수적으로 2^0.5는 무리수지만, 기하적으로 작도하는 것은 전혀 문제가 없다는 사실로 부터 명백히 반증가능합니다.

    저는 근본적으로 작도문제(기하에 속하는)는 작도문제이지, 대수학문제가 아니라는 것에 핵심이 있는 것이라고 생각합니다.


    지금 읽으시는 분은 어떻게 생각하십니까?
  • ?
    이기두 2013.07.13 06:06
    위의 식에서 α : β = sin(h/1r) : sin(h/5r) = 5: 1은 α : β = asin(h/1r) : asin(h/5r) = 5: 1을 잘못 표기한 것이었습니다.
    그런데 그림이 너무나 오차없이 그려져서 당연히 성립하는 것으로 생각했는데,
    임병철 님이 sin값으로 계산하도록 식을 만드니까, 명확히 계산이 됩니다.

    임 병철 님이 가르쳐 주셔서 문제를 이해 했습니다.
    다음은 임별철님이 메일로 보내 주신 내용입니다.

    "여기서부터 저의 의견입니다.

    이선생님 말씀처럼 각을 3등분하려면 각 α : β = 2 : 1 이 되어야 합니다.

    하지만 위에서 h, r, α, β의 정확한 관계식은 다음과 같습니다.
    h = r * sin α = 2r * sin β 가 됩니다.
    즉 r * sin α = 2r * sin β 이므로 sin α : sin β = 2 : 1 됩니다.

    다시 말해
    α : β = 2 : 1 이 아니라 sin α : sin β = 2 : 1 이 됩니다.

    물론 sin α : sin β = 2 : 1 이 될 때 α : β = 2 : 1 이 항상 성립하면
    역시 위의 방법으로 각을 3등분할 수 있습니다.

    그러나 위가 서로 다르다는 것은 우리가 잘 알고 있는 삼각함수 값으로 설명합니다.
    예를 들어 90도의 각을 삼등분하면 α 는 60도, β 는 30도가 됩니다.
    sin 60 = 0.86603, sin 30 = 0.5
    따라서 sin 60 의 값은 sin 30의 값의 2배가 아닙니다."
    호도법으로 증명하는 것이 옳은 것 같습니다.
    명확히 잘못이 있슴을 이해 했습니다.
    몰입해 있다보니, 단순한 내용을 잘못보았습니다.


    어째든 긴 헛발질을 이렇게 마무리 짓게 되었습니다.
    많은 수업을 했습니다만,
    게시판을 어지럽혀서 죄송합니다.
    그동안 읽어 주시고, 참고 지켜보아 주신 분들께 감사드립니다.
  • ?
    이기두 2013.07.13 06:06
    그동안 한 작업을 되돌아 보니까, 정말 파란 만장했습니다.

    그러나 분명히 의미가 전혀없는 작업은 아니었습니다.
    최소한의 의미를 찾자면,

    1. 방첼의 3등분 불가의 증명은 잘못된 증명이라는 것을 밝혔습니다.
    방첼은 3등분의 작도가 가능한 각도가 많이 있다고 했지만,
    3등분의 작도가 가능한 각도는 없습니다.
    그의 증명은 단지 대수적인 증명이지, 작도적인 증명이 아닌 것이 분명합니다.

    2. 제가 한 작업은 각의 3등분이 불가하다는 것을 역설적으로 명확히 증명했습니다.
    제 작업이 3등분에 가장 근접한 방법이고, 일반적인 n 등분에 가장 접근한 작도의 방법인데, 불가한 것이 밝혀진 것이니, 이것이 각의 등분의 불가를 여실히 보여준 것이고, 왜 불가능한가를 명확히 밝혔습니다.

    3. 각도의 3 등분과 등분의 일반화의 한계를 명확히 했습니다.

    <제가 진흙탕에 코박고는 오래 견디지 못하는 터라, 최소한 숨쉴 구멍이 필요합니다. ^ ^>
  • ?
    이기두 2013.07.13 06:06
    약간 되짚어 보자면,
    <지금부터는 인문학입니다.>

    α : β = asin(h/1r) : asin(h/5r) 가 아닌 것이 수학적으로 맞습니다.
    계산에 넣어 보니까, 분명합니다.

    인문학적으로 보면, 두 개가 같을 수도 있을 것 같습니다.
    왜냐하면, 자연이 그정도는 허용할 수 있기 때문입니다.

    이 우주에 있는 별중에서 타원궤도를 돌지 않는 별은 없습니다.
    별들이 공간속에서 상호작용을 하기 때문에 정원으로 돌 수 없을 것입니다.
    원자 속의 전자도 다른 입자와 상호 작용한다면, 타원으로 돌고 있을 것입니다.

    작도문제는 컴퍼스로 작도하는 문제이니까,
    컴퍼스로 돌리다보면, 분명히 타원 궤도를 돌 것입니다.
    그러니까, α : β과 asin(h/1r) : asin(h/5r) 정도의 오차는 허용할 수도 있을 것입니다.

    우리가 보는 꽃중에 흔들리지 않는 꽃이 어디 있습니까? ^ ^

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