Pembinaan tepi lurus dan jangka lukis
Pembinaan tepi lurus dan jangka lukis

Pembinaan tepi lurus dan jangka lukis

Pembinaan dengan tepi lurus dan jangka lukis ialah pembinaan (pelukisan) garisan, sudut dan rajah geometri yang lain hanya menggunakan pembaris unggul dan sepasang jangka lukis.Pembaris unggul yang dikenali sebagai tepi lurus, diandaikan memiliki panjang tidak terhingga, hanya mempunyai satu tepi, dan tiada tanda padanya. Jangka lukis pula diandaikan tidak mempunyai jejari maksimum atau minimum, dan diandaikan "runtuh" apabila diangkat dari halaman, jadi tidak boleh digunakan secara langsung untuk memindahkan jarak. (Ini adalah tidak penting kerana dengan menggunakan prosedur berbilang langkah, jarak boleh dipindahkan walaupun dengan kompas runtuh; lihat teorem kesetaraan jangka lukis. Walau bagaimanapun, ambil perhatian bahawa walaupun jangka lukis tak runtuh yang dipegang pada garis lurus mungkin kelihatan sama dengan menandainya, pembinaan neusis masih tidak dibenarkan dan inilah yang sebenarnya makna "tanpa tanda". Secara lebih formal, satu-satunya binaan yang dibenarkan adalah yang diberikan oleh tiga postulat pertama tulisan "Elemen" oleh Euclid.Ternyata setiap titik yang boleh dibina menggunakan garis lurus dan kompas juga boleh dibina menggunakan jangka lukis sahaja, atau dengan tepi lurus sahaja jika diberi satu bulatan dan pusatnya.Ahli matematik Yunani purba mula mencipta binaan tepi lurus-dan-jangka lukis, dan beberapa masalah purba dalam geometri satah mengenakan sekatan ini. Orang Yunani purba membangunkan banyak pembinaan, tetapi dalam beberapa kes, tidak dapat melakukannya. Gauss menunjukkan bahawa beberapa poligon boleh dibina tetapi kebanyakannya tidak. Beberapa masalah garis lurus dan kompas yang paling terkenal telah dibuktikan mustahil oleh Pierre Wantzel pada tahun 1837, menggunakan teori medan matematik.Walaupun terdapat bukti kemustahilan yang sedia ada, ada yang tetap berusaha untuk menyelesaikan masalah ini.[1] Banyak daripada masalah ini mudah diselesaikan dengan syarat bahawa transformasi geometri lain dibenarkan: contohnya, menggandakan kubus boleh dilakukan menggunakan binaan geometri, tetapi tidak mungkin menggunakan tepi lurus dan jangka lukis sahaja.Dari segi algebra, panjang boleh dibina jika dan hanya jika ia mewakili nombor boleh dibina, dan sudut boleh dibina jika dan hanya jika kosinusnya ialah nombor boleh dibina. Nombor boleh dibina jika dan hanya jika ia boleh ditulis menggunakan empat operasi asas aritmetik dan pengekstrakan punca kuasa dua tetapi tiada punca tertib lebih tinggi.