Dựng 1 tia có đầu mút là 1 đầu bất kì của đoạn thẳng đã cho.
Dùng compa xác định 3 đoạn thẳng bằng nhau liên tiếp trên tia vừa vẽ, bắt đầu từ điểm gốc của tia.
Nối điểm cuối của đoạn thẳng cuối với điểm còn lại của đoạn thẳng đã cho.Dựng các đường thẳng đi qua các điểm đã xác định trên tia và song song với đoạn thẳng vừa mới dựng
 

Chia một góc thành nhiều phần bằng nhau bằng thước thẳng và compa

 *   *   *

Kết quả nghiên cứu nầy gồm 3 phần:

Phần 1 – Chia ba một góc cho sẵn bằng thước thẳng và compa
Phần 2 – Vẽ một đa giác đều có n cạnh bằng thước thẳng và compa
Phần 3 – Chia một góc thành nhiều phần bằng nhau.
Hệ luận Thuận Hoà (hay Thuanhoa’s corollary)

        ____________________

Phần 1 – Chia ba một góc cho sẵn bằng thước thẳng
và compa

(Phần này là tiền đề cho Phần 3.  Thuận Hoà chỉ trình bày lại những kết quả đã biết và phổ biến trong nhiều sách và Internet.)

“Chia một góc cho sẵn thành 3 phần bằng nhau” là một trong 3 bài toán trong hình học phẳng Euclide “không giải được” từ thời các nhà toán học cổ Hy lạp. Thật ra, phải nói rõ ra là “không vẽ được bằng compa và thước thẳng không chia độ” mới đúng. Thước thẳng không chia độ là thước chỉ dùng để gạch đường thẳng nối 2 điểm hay qua một điểm và thẳng góc với một đường thẳng khác mà thôi. Hai bài toán khác là:  (i) Vẽ một hình vuông có diện tích bằng diện tích của một vòng tròn cho sẵn và (ii) Vẽ một hình lập phương có thể tích gắp đôi thể tích của một hình lập phương cho sẵn.

Thật ra, không phải tất cả mọi góc đều không thể chia 3 đuợc bằng phép vẽ chỉ dùng compas và thước thẳng.

Ta biết rằng 1/3 của góc 60^o là 20^o, nhưng chia một góc 60^o làm 3 phần không thể thực hiện được chỉ bằng compa và thước thẳng.  Lý do là vì chia một góc 60^o làm 3 phần tương đương với giải một phương trình bậc 3 có nghiệm số không hửu tỉ. Điều đó có thể thấy được qua một hệ thức lượng giác là cos(3θ) = 4cos³(θ) − 3cos(θ).

Nếu 3θ = 60^o thì  cos(3θ) = 1/2. Chia góc 3θ = 60^o  làm 3 phần tương đương với tìm một góc θ  thoả phương trình:

4cos³(θ) − 3cos(θ) = 1/2

hay      8x³  – 6x – 1 = 0     nếu đặt  x =  cos(θ)
hay, đặt  y = 2x
y³ – 3y – 1 = 0            (1)

Phương trình (1) không có nghiệm hửu tỉ. Thật vậy, nếu (1) có một nghiệm hửu tỉ  r/s với  r và s là 2 số nguyên không có thừa số chung, thì thay y = r/s vào (1) và rút gọn:

= >  s³ = r(r² -3s²)  chia đúng cho r   => s và r có thừa số chung. trừ khi r = ± 1.
= >  r³ = s²(s + 3r) chia đúng co s²   => s và r có thừa số chung, trừ khi  s = ± 1.

Vì  r và s được giả thiết là không có thừa số chung, nên trường hợp nầy chỉ chấp nhận được khi
r = ± 1 và s = ± 1 và  nghiệm số hửu tỉ của phương trình (1) chỉ có thể là +1 hay -1. Mà cà +1 và -1 dều không nghiệm đúng (1).

Tóm lại: phương trình (1) không có nghiệm hửu tỉ. Điều đó chứng tỏ rằng không vẽ được một góc 20^o từ một góc 60^o cho sẵn bằng compa và thước thẳng.

Chia ba một góc cho sẵn thường không thhể được với compa và thước thẳng. Thước thẳng nầy chỉ có nhiệm vụ duy nhất là để kẻ đường thẳng mà thôi.

Tuy nhiên, với một thước thẳng có chia độ, được hiểu là thước có thể dùng để đo khoảng cách của 2 điểm, thì bài toán chia ba một góc cho sẵn có thể giải được như dưới đây.

Ta có:  BA = BC = CD
=> Hai tam giác BAC và BCD cân lần lượt ở B và C.
Gọi b là 2 góc đáy của tam giác BCD và c là 2 góc đáy của tam giác BAC.

=>  Góc CBD = CDB = b  và  Góc BCA = BAC = c
=>  Góc BCA = CBD + CDB  => c = 2b      (Góc ngoài tam giác)

Gọi d là góc ở đỉnh của tam giác cân BAC
=>  Góc ABC = d = 180^o – 2c = 180^o – 4b   vì  c = 2b

Tổng số các góc ở đỉnh B bằng 180^o:
= >       a + d  + b = 180^o
= >       a + (180^o – 4b) + b = 180^o  =>  b = a/3

Như vậy là ta đã vẽ được một góc bằng 1/3 một góc cho sẵn.

  - Cái này là mình xem trên mạng chứ không phải mình tự làm -

love mon ko dài vậy đâu bạn 

Chia đoạn thẳng BC thành 3 phần bằng nhau rồi nối chúng tới A (như hình vẽ). Bởi chúng sẽ có chung đáy và chiều cao.

Mình nghĩ là cần kẻ 2 đoạn thẳng còn làm 1 đoạn thì mình chịu

a) - Mô tả cách làm:

    + Vẽ đoạn thẳng PQ song song với AB, PQ có độ dài bằng 3 đơn vị.

    + E, F nằm trên PQ sao cho PE = EF = FQ = 1. Xác định giao điểm O của hai đoạn thẳng PB và QA

    + Vẽ các đường thẳng EO, FO cắt AB tại C và D.

Khi đó ta được AC = CD = DB.

- Chứng minh AC = CD = DB:

Theo hệ quả định lý Ta-let ta có:

ΔOAC có FQ // AC (F ∈ OC, Q ∈ OA) ⇒ 

ΔOCD có EF // CD (E ∈ OD, F ∈ OC) ⇒ 

ΔODB có PE // BD (P ∈ OB, E ∈ OD) ⇒ 

Từ 3 đẳng thức trên suy ra 

Mà FQ = EF = PE ⇒ AC = CD = DB (đpcm).

b) Tương tự chia đoạn thẳng AB thành 5 đoạn bằng nhau thực hiện như hình vẽ sau

Ngoài cách trên, ta có thể chia một đoạn thẳng thành 5 đoạn bằng nhau bằng cách vẽ thêm một đoạn thẳng AC bằng 5 đơn vị, chia đoạn thẳng AC thành 5 đoạn thẳng bằng nhau, mỗi đoạn bằng 1 đơn vị: AD = DE = EF = FG = GC.

Từ các điểm D, E, F, G ta kẻ các đường thẳng song song với BC, cắt AB tại H, I, J, K. Khi đó ta thu được các đoạn thẳng AH = HI = IJ = JK = KB.

a) Mô tả cách làm:

Vẽ đoạn PQ song song với AB. PQ có độ dài bằng 3 đơn vị

– Xác định giao điểm O của hai đoạn thẳng PB và QA.

– Vẽ các đường thẳng EO, FO cắt AB tại C và D.

Chứng minh AC=CD=DB

∆OPE và ∆OBD có PE//DB nên

∆OEF và ∆ODC có PE // CD nên

Từ 1 và 2 suy ra:

mà PE = EF nên DB = CD.

Chứng minh tương tự:

Vây: DB = CD = AC.

b) Tương tự chia đoạn thẳng AB thành 5 đoạn bằng nhau thực hiện như hình vẽ sau:

Ta có thể chia đoạn thẳng AB thành 5 đoạn thẳng bằng nhau như cách sau:

Vẽ 6 đường thẳng song song cách đều nhau( có thể dùng thước kẻ để vẽ liên tiếp). Đặt đầu mút A và B ở hai đường thẳng ngoài cùng thì các đường thẳng song song cắt AB chia thành 5 phần bằng nhau.