elte algebra és számelmélet tanszék eloadó: kiss emil

148
Algebra3, elemz ˝ o szakirány 8. el˝ oadás 1 / 12 Algebra3, elemz ˝ o szakirány ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék El˝ oadó: Kiss Emil [email protected] 8. el˝ oadás

Upload: others

Post on 30-Nov-2021

5 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 1 / 12

Algebra3, elemzo szakirányELTE Algebra és Számelmélet Tanszék

Eloadó: Kiss [email protected]

8. eloadás

Page 2: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 2 / 12

Szerkeszthetetlenség csak vonalzóval

6.8.1. ÁllításKockás papíron

Page 3: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 2 / 12

Szerkeszthetetlenség csak vonalzóval

6.8.1. ÁllításKockás papíron csak vonalzóval

Page 4: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 2 / 12

Szerkeszthetetlenség csak vonalzóval

6.8.1. ÁllításKockás papíron csak vonalzóval nem tudjuk megszerkeszteni

Page 5: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 2 / 12

Szerkeszthetetlenség csak vonalzóval

6.8.1. ÁllításKockás papíron csak vonalzóval nem tudjuk megszerkeszteniaz egyik kis négyzetoldalra támaszkodó szabályos háromszög

Page 6: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 2 / 12

Szerkeszthetetlenség csak vonalzóval

6.8.1. ÁllításKockás papíron csak vonalzóval nem tudjuk megszerkeszteniaz egyik kis négyzetoldalra támaszkodó szabályos háromszögharmadik csúcsát.

Page 7: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 2 / 12

Szerkeszthetetlenség csak vonalzóval

6.8.1. ÁllításKockás papíron csak vonalzóval nem tudjuk megszerkeszteniaz egyik kis négyzetoldalra támaszkodó szabályos háromszögharmadik csúcsát.

Kiinduló adatokA négyzetrács csúcspontjai.

Page 8: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 2 / 12

Szerkeszthetetlenség csak vonalzóval

6.8.1. ÁllításKockás papíron csak vonalzóval nem tudjuk megszerkeszteniaz egyik kis négyzetoldalra támaszkodó szabályos háromszögharmadik csúcsát.

Kiinduló adatokA négyzetrács csúcspontjai.

Megengedett lépések(1) Két adott vagy megszerkesztett ponton át egyenes húzása.

Page 9: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 2 / 12

Szerkeszthetetlenség csak vonalzóval

6.8.1. ÁllításKockás papíron csak vonalzóval nem tudjuk megszerkeszteniaz egyik kis négyzetoldalra támaszkodó szabályos háromszögharmadik csúcsát.

Kiinduló adatokA négyzetrács csúcspontjai.

Megengedett lépések(1) Két adott vagy megszerkesztett ponton át egyenes húzása.

(2) Két megszerkesztett egyenes metszéspontjának kijelölése.

Page 10: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 2 / 12

Szerkeszthetetlenség csak vonalzóval

6.8.1. ÁllításKockás papíron csak vonalzóval nem tudjuk megszerkeszteniaz egyik kis négyzetoldalra támaszkodó szabályos háromszögharmadik csúcsát.

Kiinduló adatokA négyzetrács csúcspontjai.

Megengedett lépések(1) Két adott vagy megszerkesztett ponton át egyenes húzása.

(2) Két megszerkesztett egyenes metszéspontjának kijelölése.

Ezt a kétféle lépést véges sokszor szabad alkalmazni.

Page 11: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 2 / 12

Szerkeszthetetlenség csak vonalzóval

6.8.1. ÁllításKockás papíron csak vonalzóval nem tudjuk megszerkeszteniaz egyik kis négyzetoldalra támaszkodó szabályos háromszögharmadik csúcsát.

Kiinduló adatokA négyzetrács csúcspontjai.

Megengedett lépések(1) Két adott vagy megszerkesztett ponton át egyenes húzása.

(2) Két megszerkesztett egyenes metszéspontjának kijelölése.

Ezt a kétféle lépést véges sokszor szabad alkalmazni.A végén a keresett pontot kell megkapnunk

Page 12: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 2 / 12

Szerkeszthetetlenség csak vonalzóval

6.8.1. ÁllításKockás papíron csak vonalzóval nem tudjuk megszerkeszteniaz egyik kis négyzetoldalra támaszkodó szabályos háromszögharmadik csúcsát.

Kiinduló adatokA négyzetrács csúcspontjai.

Megengedett lépések(1) Két adott vagy megszerkesztett ponton át egyenes húzása.

(2) Két megszerkesztett egyenes metszéspontjának kijelölése.

Ezt a kétféle lépést véges sokszor szabad alkalmazni.A végén a keresett pontot kell megkapnunk (2) típusú lépéssel.

Page 13: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 3 / 12

A feladat algebraizálása

A négyzetrács ad egy természetes koordinátarendszert:

Page 14: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 3 / 12

A feladat algebraizálása

A négyzetrács ad egy természetes koordinátarendszert:(0, 0) és (1, 0) egy kis négyzet két szomszédos csúcsa.

Page 15: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 3 / 12

A feladat algebraizálása

A négyzetrács ad egy természetes koordinátarendszert:(0, 0) és (1, 0) egy kis négyzet két szomszédos csúcsa.

Hívjuk a sík (p, q) pontját racionálisnak,

Page 16: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 3 / 12

A feladat algebraizálása

A négyzetrács ad egy természetes koordinátarendszert:(0, 0) és (1, 0) egy kis négyzet két szomszédos csúcsa.

Hívjuk a sík (p, q) pontját racionálisnak, ha p, q ∈ Q.

Page 17: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 3 / 12

A feladat algebraizálása

A négyzetrács ad egy természetes koordinátarendszert:(0, 0) és (1, 0) egy kis négyzet két szomszédos csúcsa.

Hívjuk a sík (p, q) pontját racionálisnak, ha p, q ∈ Q.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

Page 18: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 3 / 12

A feladat algebraizálása

A négyzetrács ad egy természetes koordinátarendszert:(0, 0) és (1, 0) egy kis négyzet két szomszédos csúcsa.

Hívjuk a sík (p, q) pontját racionálisnak, ha p, q ∈ Q.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0,

Page 19: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 3 / 12

A feladat algebraizálása

A négyzetrács ad egy természetes koordinátarendszert:(0, 0) és (1, 0) egy kis négyzet két szomszédos csúcsa.

Hívjuk a sík (p, q) pontját racionálisnak, ha p, q ∈ Q.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.

Page 20: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 3 / 12

A feladat algebraizálása

A négyzetrács ad egy természetes koordinátarendszert:(0, 0) és (1, 0) egy kis négyzet két szomszédos csúcsa.

Hívjuk a sík (p, q) pontját racionálisnak, ha p, q ∈ Q.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.Hívjunk egy egyenest racionálisnak,

Page 21: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 3 / 12

A feladat algebraizálása

A négyzetrács ad egy természetes koordinátarendszert:(0, 0) és (1, 0) egy kis négyzet két szomszédos csúcsa.

Hívjuk a sík (p, q) pontját racionálisnak, ha p, q ∈ Q.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.Hívjunk egy egyenest racionálisnak, ha a, b, c ∈ Q-val felírható.

Page 22: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 3 / 12

A feladat algebraizálása

A négyzetrács ad egy természetes koordinátarendszert:(0, 0) és (1, 0) egy kis négyzet két szomszédos csúcsa.

Hívjuk a sík (p, q) pontját racionálisnak, ha p, q ∈ Q.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.Hívjunk egy egyenest racionálisnak, ha a, b, c ∈ Q-val felírható.

Az (1) lépésben két racionális pontból racionális egyenes lesz,

Page 23: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 3 / 12

A feladat algebraizálása

A négyzetrács ad egy természetes koordinátarendszert:(0, 0) és (1, 0) egy kis négyzet két szomszédos csúcsa.

Hívjuk a sík (p, q) pontját racionálisnak, ha p, q ∈ Q.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.Hívjunk egy egyenest racionálisnak, ha a, b, c ∈ Q-val felírható.

Az (1) lépésben két racionális pontból racionális egyenes lesz,a (2) lépésben két racionális egyenesbol racionális pont lesz,

Page 24: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 3 / 12

A feladat algebraizálása

A négyzetrács ad egy természetes koordinátarendszert:(0, 0) és (1, 0) egy kis négyzet két szomszédos csúcsa.

Hívjuk a sík (p, q) pontját racionálisnak, ha p, q ∈ Q.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.Hívjunk egy egyenest racionálisnak, ha a, b, c ∈ Q-val felírható.

Az (1) lépésben két racionális pontból racionális egyenes lesz,a (2) lépésben két racionális egyenesbol racionális pont lesz,mert mindkétszer lineáris egyenletrendszert kell megoldani.

Page 25: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 3 / 12

A feladat algebraizálása

A négyzetrács ad egy természetes koordinátarendszert:(0, 0) és (1, 0) egy kis négyzet két szomszédos csúcsa.

Hívjuk a sík (p, q) pontját racionálisnak, ha p, q ∈ Q.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.Hívjunk egy egyenest racionálisnak, ha a, b, c ∈ Q-val felírható.

Az (1) lépésben két racionális pontból racionális egyenes lesz,a (2) lépésben két racionális egyenesbol racionális pont lesz,mert mindkétszer lineáris egyenletrendszert kell megoldani.Ezért az eljárásban végig minden egyenes és pont racionális.

Page 26: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 3 / 12

A feladat algebraizálása

A négyzetrács ad egy természetes koordinátarendszert:(0, 0) és (1, 0) egy kis négyzet két szomszédos csúcsa.

Hívjuk a sík (p, q) pontját racionálisnak, ha p, q ∈ Q.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.Hívjunk egy egyenest racionálisnak, ha a, b, c ∈ Q-val felírható.

Az (1) lépésben két racionális pontból racionális egyenes lesz,a (2) lépésben két racionális egyenesbol racionális pont lesz,mert mindkétszer lineáris egyenletrendszert kell megoldani.Ezért az eljárásban végig minden egyenes és pont racionális.Azaz csak racionális pont lehet szerkesztheto.

Page 27: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 3 / 12

A feladat algebraizálása

A négyzetrács ad egy természetes koordinátarendszert:(0, 0) és (1, 0) egy kis négyzet két szomszédos csúcsa.

Hívjuk a sík (p, q) pontját racionálisnak, ha p, q ∈ Q.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.Hívjunk egy egyenest racionálisnak, ha a, b, c ∈ Q-val felírható.

Az (1) lépésben két racionális pontból racionális egyenes lesz,a (2) lépésben két racionális egyenesbol racionális pont lesz,mert mindkétszer lineáris egyenletrendszert kell megoldani.Ezért az eljárásban végig minden egyenes és pont racionális.Azaz csak racionális pont lehet szerkesztheto. A keresett(1/2,

√3/2) nem racionális pont,

Page 28: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 3 / 12

A feladat algebraizálása

A négyzetrács ad egy természetes koordinátarendszert:(0, 0) és (1, 0) egy kis négyzet két szomszédos csúcsa.

Hívjuk a sík (p, q) pontját racionálisnak, ha p, q ∈ Q.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.Hívjunk egy egyenest racionálisnak, ha a, b, c ∈ Q-val felírható.

Az (1) lépésben két racionális pontból racionális egyenes lesz,a (2) lépésben két racionális egyenesbol racionális pont lesz,mert mindkétszer lineáris egyenletrendszert kell megoldani.Ezért az eljárásban végig minden egyenes és pont racionális.Azaz csak racionális pont lehet szerkesztheto. A keresett(1/2,

√3/2) nem racionális pont, így nem szerkesztheto.

Page 29: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 4 / 12

Euklideszi szerkesztés

Kiinduló adatokPontok,

Page 30: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 4 / 12

Euklideszi szerkesztés

Kiinduló adatokPontok, egyenesek,

Page 31: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 4 / 12

Euklideszi szerkesztés

Kiinduló adatokPontok, egyenesek, körök,

Page 32: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 4 / 12

Euklideszi szerkesztés

Kiinduló adatokPontok, egyenesek, körök, szakaszok, stb.

Page 33: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 4 / 12

Euklideszi szerkesztés

Kiinduló adatokPontok, egyenesek, körök, szakaszok, stb. a síkon.

Page 34: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 4 / 12

Euklideszi szerkesztés

Kiinduló adatokPontok, egyenesek, körök, szakaszok, stb. a síkon.

További megengedett lépések

(3) Két adott vagy megszerkesztett pont körzonyílásba vétele,

Page 35: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 4 / 12

Euklideszi szerkesztés

Kiinduló adatokPontok, egyenesek, körök, szakaszok, stb. a síkon.

További megengedett lépések

(3) Két adott vagy megszerkesztett pont körzonyílásba vétele,és ezzel a sugárral egy adott vagy megszerkesztett pont

Page 36: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 4 / 12

Euklideszi szerkesztés

Kiinduló adatokPontok, egyenesek, körök, szakaszok, stb. a síkon.

További megengedett lépések

(3) Két adott vagy megszerkesztett pont körzonyílásba vétele,és ezzel a sugárral egy adott vagy megszerkesztett pontkörüli kör rajzolása.

Page 37: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 4 / 12

Euklideszi szerkesztés

Kiinduló adatokPontok, egyenesek, körök, szakaszok, stb. a síkon.

További megengedett lépések

(3) Két adott vagy megszerkesztett pont körzonyílásba vétele,és ezzel a sugárral egy adott vagy megszerkesztett pontkörüli kör rajzolása.

(4) Adott vagy megszerkesztett kör és egyenesmetszéspontjainak kijelölése.

Page 38: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 4 / 12

Euklideszi szerkesztés

Kiinduló adatokPontok, egyenesek, körök, szakaszok, stb. a síkon.

További megengedett lépések

(3) Két adott vagy megszerkesztett pont körzonyílásba vétele,és ezzel a sugárral egy adott vagy megszerkesztett pontkörüli kör rajzolása.

(4) Adott vagy megszerkesztett kör és egyenesmetszéspontjainak kijelölése.

(5) Két adott vagy megszerkesztett körmetszéspontjainak kijelölése.

Page 39: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 4 / 12

Euklideszi szerkesztés

Kiinduló adatokPontok, egyenesek, körök, szakaszok, stb. a síkon.

További megengedett lépések

(3) Két adott vagy megszerkesztett pont körzonyílásba vétele,és ezzel a sugárral egy adott vagy megszerkesztett pontkörüli kör rajzolása.

(4) Adott vagy megszerkesztett kör és egyenesmetszéspontjainak kijelölése.

(5) Két adott vagy megszerkesztett körmetszéspontjainak kijelölése.

Szerkesztés: az ötféle lépést véges sokszor alkalmazzuk.

Page 40: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 5 / 12

Az euklideszi szerkesztés algebraizálása

Felveszünk egy koordinátarendszert

Page 41: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 5 / 12

Az euklideszi szerkesztés algebraizálása

Felveszünk egy koordinátarendszert úgy, hogy(0, 0) és (1, 0) adott vagy szerkesztheto legyen.

Page 42: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 5 / 12

Az euklideszi szerkesztés algebraizálása

Felveszünk egy koordinátarendszert úgy, hogy(0, 0) és (1, 0) adott vagy szerkesztheto legyen.

A pontokat (p, q) alakban adjuk meg, ahol p, q ∈ R.

Page 43: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 5 / 12

Az euklideszi szerkesztés algebraizálása

Felveszünk egy koordinátarendszert úgy, hogy(0, 0) és (1, 0) adott vagy szerkesztheto legyen.

A pontokat (p, q) alakban adjuk meg, ahol p, q ∈ R.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

Page 44: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 5 / 12

Az euklideszi szerkesztés algebraizálása

Felveszünk egy koordinátarendszert úgy, hogy(0, 0) és (1, 0) adott vagy szerkesztheto legyen.

A pontokat (p, q) alakban adjuk meg, ahol p, q ∈ R.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.

Page 45: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 5 / 12

Az euklideszi szerkesztés algebraizálása

Felveszünk egy koordinátarendszert úgy, hogy(0, 0) és (1, 0) adott vagy szerkesztheto legyen.

A pontokat (p, q) alakban adjuk meg, ahol p, q ∈ R.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.Minden kört megadhatunk egyenlettel:

Page 46: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 5 / 12

Az euklideszi szerkesztés algebraizálása

Felveszünk egy koordinátarendszert úgy, hogy(0, 0) és (1, 0) adott vagy szerkesztheto legyen.

A pontokat (p, q) alakban adjuk meg, ahol p, q ∈ R.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.Minden kört megadhatunk egyenlettel:

(x − p)2 + (y − q)2 = r2, ahol p, q, r valós számok.

Page 47: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 5 / 12

Az euklideszi szerkesztés algebraizálása

Felveszünk egy koordinátarendszert úgy, hogy(0, 0) és (1, 0) adott vagy szerkesztheto legyen.

A pontokat (p, q) alakban adjuk meg, ahol p, q ∈ R.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.Minden kört megadhatunk egyenlettel:

(x − p)2 + (y − q)2 = r2, ahol p, q, r valós számok.

Feltesszük, hogy a kiinduló adatok csak pontok.

Page 48: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 5 / 12

Az euklideszi szerkesztés algebraizálása

Felveszünk egy koordinátarendszert úgy, hogy(0, 0) és (1, 0) adott vagy szerkesztheto legyen.

A pontokat (p, q) alakban adjuk meg, ahol p, q ∈ R.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.Minden kört megadhatunk egyenlettel:

(x − p)2 + (y − q)2 = r2, ahol p, q, r valós számok.

Feltesszük, hogy a kiinduló adatok csak pontok.Ezek koordinátái és Q által generált test az alaptest,

Page 49: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 5 / 12

Az euklideszi szerkesztés algebraizálása

Felveszünk egy koordinátarendszert úgy, hogy(0, 0) és (1, 0) adott vagy szerkesztheto legyen.

A pontokat (p, q) alakban adjuk meg, ahol p, q ∈ R.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.Minden kört megadhatunk egyenlettel:

(x − p)2 + (y − q)2 = r2, ahol p, q, r valós számok.

Feltesszük, hogy a kiinduló adatok csak pontok.Ezek koordinátái és Q által generált test az alaptest, jele K0.

Page 50: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 5 / 12

Az euklideszi szerkesztés algebraizálása

Felveszünk egy koordinátarendszert úgy, hogy(0, 0) és (1, 0) adott vagy szerkesztheto legyen.

A pontokat (p, q) alakban adjuk meg, ahol p, q ∈ R.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.Minden kört megadhatunk egyenlettel:

(x − p)2 + (y − q)2 = r2, ahol p, q, r valós számok.

Feltesszük, hogy a kiinduló adatok csak pontok.Ezek koordinátái és Q által generált test az alaptest, jele K0.Az (1) − (5) típusú lépések során kapott új alakzat „koordinátái”minden lépésnél egy testbovítést adnak.

Page 51: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 5 / 12

Az euklideszi szerkesztés algebraizálása

Felveszünk egy koordinátarendszert úgy, hogy(0, 0) és (1, 0) adott vagy szerkesztheto legyen.

A pontokat (p, q) alakban adjuk meg, ahol p, q ∈ R.Minden egyenest megadhatunk egyenlettel:

ax + by + c = 0, ahol a, b, c valós számok.Minden kört megadhatunk egyenlettel:

(x − p)2 + (y − q)2 = r2, ahol p, q, r valós számok.

Feltesszük, hogy a kiinduló adatok csak pontok.Ezek koordinátái és Q által generált test az alaptest, jele K0.Az (1) − (5) típusú lépések során kapott új alakzat „koordinátái”minden lépésnél egy testbovítést adnak. Így a szerkesztés egyQ ≤ K0 ≤ K1 ≤ . . . ≤ Kn ≤ R testláncot eredményez.

Page 52: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 6 / 12

Szerkesztheto számok

6.8.3. Lemma

A Ki+1 megkapható Ki(√

d) alakban

Page 53: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 6 / 12

Szerkesztheto számok

6.8.3. Lemma

A Ki+1 megkapható Ki(√

d) alakban alkalmas 0 < d ∈ Ki -re.

Page 54: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 6 / 12

Szerkesztheto számok

6.8.3. Lemma

A Ki+1 megkapható Ki(√

d) alakban alkalmas 0 < d ∈ Ki -re.Speciálisan Ki ≤ Ki+1 foka 1 vagy 2

Page 55: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 6 / 12

Szerkesztheto számok

6.8.3. Lemma

A Ki+1 megkapható Ki(√

d) alakban alkalmas 0 < d ∈ Ki -re.Speciálisan Ki ≤ Ki+1 foka 1 vagy 2 és |Kn : K0| 2-hatvány.

Page 56: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 6 / 12

Szerkesztheto számok

6.8.3. Lemma

A Ki+1 megkapható Ki(√

d) alakban alkalmas 0 < d ∈ Ki -re.Speciálisan Ki ≤ Ki+1 foka 1 vagy 2 és |Kn : K0| 2-hatvány.Így Kn elemei algebraiak K0 fölött,

Page 57: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 6 / 12

Szerkesztheto számok

6.8.3. Lemma

A Ki+1 megkapható Ki(√

d) alakban alkalmas 0 < d ∈ Ki -re.Speciálisan Ki ≤ Ki+1 foka 1 vagy 2 és |Kn : K0| 2-hatvány.Így Kn elemei algebraiak K0 fölött, és fokuk 2-hatvány.

Page 58: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 6 / 12

Szerkesztheto számok

6.8.3. Lemma

A Ki+1 megkapható Ki(√

d) alakban alkalmas 0 < d ∈ Ki -re.Speciálisan Ki ≤ Ki+1 foka 1 vagy 2 és |Kn : K0| 2-hatvány.Így Kn elemei algebraiak K0 fölött, és fokuk 2-hatvány.

BizonyításMásodfokú egyenletet kell megoldani.

Page 59: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 6 / 12

Szerkesztheto számok

6.8.3. Lemma

A Ki+1 megkapható Ki(√

d) alakban alkalmas 0 < d ∈ Ki -re.Speciálisan Ki ≤ Ki+1 foka 1 vagy 2 és |Kn : K0| 2-hatvány.Így Kn elemei algebraiak K0 fölött, és fokuk 2-hatvány.

BizonyításMásodfokú egyenletet kell megoldani.

6.8.5. DefinícióAz r ∈ R szerkesztheto szám, ha (r , 0) szerkesztheto pont.

Page 60: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 6 / 12

Szerkesztheto számok

6.8.3. Lemma

A Ki+1 megkapható Ki(√

d) alakban alkalmas 0 < d ∈ Ki -re.Speciálisan Ki ≤ Ki+1 foka 1 vagy 2 és |Kn : K0| 2-hatvány.Így Kn elemei algebraiak K0 fölött, és fokuk 2-hatvány.

BizonyításMásodfokú egyenletet kell megoldani.

6.8.5. DefinícióAz r ∈ R szerkesztheto szám, ha (r , 0) szerkesztheto pont.

BeláttukMinden szerkesztheto szám foka K0 fölött 2-hatvány.

Page 61: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 7 / 12

Kockakettozés

6.8.6. ProblémaKockakettozés,

Page 62: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 7 / 12

Kockakettozés

6.8.6. ProblémaKockakettozés, vagy Déloszi Probléma:

Page 63: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 7 / 12

Kockakettozés

6.8.6. ProblémaKockakettozés, vagy Déloszi Probléma:szerkesztendo egy olyan kocka élhossza,

Page 64: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 7 / 12

Kockakettozés

6.8.6. ProblémaKockakettozés, vagy Déloszi Probléma:szerkesztendo egy olyan kocka élhossza, aminek térfogataegy adott élhosszúságú kocka térfogatának kétszerese.

Page 65: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 7 / 12

Kockakettozés

6.8.6. ProblémaKockakettozés, vagy Déloszi Probléma:szerkesztendo egy olyan kocka élhossza, aminek térfogataegy adott élhosszúságú kocka térfogatának kétszerese.

Megoldás

Adott a síkon az elso kocka élhossza,

Page 66: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 7 / 12

Kockakettozés

6.8.6. ProblémaKockakettozés, vagy Déloszi Probléma:szerkesztendo egy olyan kocka élhossza, aminek térfogataegy adott élhosszúságú kocka térfogatának kétszerese.

Megoldás

Adott a síkon az elso kocka élhossza, vagyis egy szakasz.

Page 67: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 7 / 12

Kockakettozés

6.8.6. ProblémaKockakettozés, vagy Déloszi Probléma:szerkesztendo egy olyan kocka élhossza, aminek térfogataegy adott élhosszúságú kocka térfogatának kétszerese.

Megoldás

Adott a síkon az elso kocka élhossza, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.

Page 68: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 7 / 12

Kockakettozés

6.8.6. ProblémaKockakettozés, vagy Déloszi Probléma:szerkesztendo egy olyan kocka élhossza, aminek térfogataegy adott élhosszúságú kocka térfogatának kétszerese.

Megoldás

Adott a síkon az elso kocka élhossza, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.Az alaptest tehát K0 = Q(0, 0, 1, 0) = Q.

Page 69: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 7 / 12

Kockakettozés

6.8.6. ProblémaKockakettozés, vagy Déloszi Probléma:szerkesztendo egy olyan kocka élhossza, aminek térfogataegy adott élhosszúságú kocka térfogatának kétszerese.

Megoldás

Adott a síkon az elso kocka élhossza, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.Az alaptest tehát K0 = Q(0, 0, 1, 0) = Q.A keresett szakasz hossza 3√2,

Page 70: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 7 / 12

Kockakettozés

6.8.6. ProblémaKockakettozés, vagy Déloszi Probléma:szerkesztendo egy olyan kocka élhossza, aminek térfogataegy adott élhosszúságú kocka térfogatának kétszerese.

Megoldás

Adott a síkon az elso kocka élhossza, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.Az alaptest tehát K0 = Q(0, 0, 1, 0) = Q.A keresett szakasz hossza 3√2, azaz szerkesztendo (

3√2, 0).

Page 71: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 7 / 12

Kockakettozés

6.8.6. ProblémaKockakettozés, vagy Déloszi Probléma:szerkesztendo egy olyan kocka élhossza, aminek térfogataegy adott élhosszúságú kocka térfogatának kétszerese.

Megoldás

Adott a síkon az elso kocka élhossza, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.Az alaptest tehát K0 = Q(0, 0, 1, 0) = Q.A keresett szakasz hossza 3√2, azaz szerkesztendo (

3√2, 0).Az a kérdés tehát, hogy 3√2 szerkesztheto szám-e Q fölött.

Page 72: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 7 / 12

Kockakettozés

6.8.6. ProblémaKockakettozés, vagy Déloszi Probléma:szerkesztendo egy olyan kocka élhossza, aminek térfogataegy adott élhosszúságú kocka térfogatának kétszerese.

Megoldás

Adott a síkon az elso kocka élhossza, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.Az alaptest tehát K0 = Q(0, 0, 1, 0) = Q.A keresett szakasz hossza 3√2, azaz szerkesztendo (

3√2, 0).Az a kérdés tehát, hogy 3√2 szerkesztheto szám-e Q fölött.Nem szerkesztheto,

Page 73: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 7 / 12

Kockakettozés

6.8.6. ProblémaKockakettozés, vagy Déloszi Probléma:szerkesztendo egy olyan kocka élhossza, aminek térfogataegy adott élhosszúságú kocka térfogatának kétszerese.

Megoldás

Adott a síkon az elso kocka élhossza, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.Az alaptest tehát K0 = Q(0, 0, 1, 0) = Q.A keresett szakasz hossza 3√2, azaz szerkesztendo (

3√2, 0).Az a kérdés tehát, hogy 3√2 szerkesztheto szám-e Q fölött.Nem szerkesztheto, mert foka 3,

Page 74: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 7 / 12

Kockakettozés

6.8.6. ProblémaKockakettozés, vagy Déloszi Probléma:szerkesztendo egy olyan kocka élhossza, aminek térfogataegy adott élhosszúságú kocka térfogatának kétszerese.

Megoldás

Adott a síkon az elso kocka élhossza, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.Az alaptest tehát K0 = Q(0, 0, 1, 0) = Q.A keresett szakasz hossza 3√2, azaz szerkesztendo (

3√2, 0).Az a kérdés tehát, hogy 3√2 szerkesztheto szám-e Q fölött.Nem szerkesztheto, mert foka 3, ami nem 2-hatvány.

Page 75: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 8 / 12

Körnégyszögesítés

6.8.7. ProblémaKörnégyszögesítés:

Page 76: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 8 / 12

Körnégyszögesítés

6.8.7. ProblémaKörnégyszögesítés: szerkesszünk egy megadott sugarú körrelegyenlo területu négyzetet

Page 77: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 8 / 12

Körnégyszögesítés

6.8.7. ProblémaKörnégyszögesítés: szerkesszünk egy megadott sugarú körrelegyenlo területu négyzetet (illetve ennek az oldalát).

Page 78: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 8 / 12

Körnégyszögesítés

6.8.7. ProblémaKörnégyszögesítés: szerkesszünk egy megadott sugarú körrelegyenlo területu négyzetet (illetve ennek az oldalát).

MegoldásAdott a síkon a kör sugara,

Page 79: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 8 / 12

Körnégyszögesítés

6.8.7. ProblémaKörnégyszögesítés: szerkesszünk egy megadott sugarú körrelegyenlo területu négyzetet (illetve ennek az oldalát).

MegoldásAdott a síkon a kör sugara, vagyis egy szakasz.

Page 80: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 8 / 12

Körnégyszögesítés

6.8.7. ProblémaKörnégyszögesítés: szerkesszünk egy megadott sugarú körrelegyenlo területu négyzetet (illetve ennek az oldalát).

MegoldásAdott a síkon a kör sugara, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.

Page 81: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 8 / 12

Körnégyszögesítés

6.8.7. ProblémaKörnégyszögesítés: szerkesszünk egy megadott sugarú körrelegyenlo területu négyzetet (illetve ennek az oldalát).

MegoldásAdott a síkon a kör sugara, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.Az alaptest tehát K0 = Q(0, 0, 1, 0) = Q.

Page 82: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 8 / 12

Körnégyszögesítés

6.8.7. ProblémaKörnégyszögesítés: szerkesszünk egy megadott sugarú körrelegyenlo területu négyzetet (illetve ennek az oldalát).

MegoldásAdott a síkon a kör sugara, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.Az alaptest tehát K0 = Q(0, 0, 1, 0) = Q.A kör területe ekkor π ,

Page 83: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 8 / 12

Körnégyszögesítés

6.8.7. ProblémaKörnégyszögesítés: szerkesszünk egy megadott sugarú körrelegyenlo területu négyzetet (illetve ennek az oldalát).

MegoldásAdott a síkon a kör sugara, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.Az alaptest tehát K0 = Q(0, 0, 1, 0) = Q.A kör területe ekkor π , tehát a keresett szakasz hossza

√π .

Page 84: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 8 / 12

Körnégyszögesítés

6.8.7. ProblémaKörnégyszögesítés: szerkesszünk egy megadott sugarú körrelegyenlo területu négyzetet (illetve ennek az oldalát).

MegoldásAdott a síkon a kör sugara, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.Az alaptest tehát K0 = Q(0, 0, 1, 0) = Q.A kör területe ekkor π , tehát a keresett szakasz hossza

√π .

Az a kérdés tehát, hogy a√

π szerkesztheto szám-e Q fölött.

Page 85: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 8 / 12

Körnégyszögesítés

6.8.7. ProblémaKörnégyszögesítés: szerkesszünk egy megadott sugarú körrelegyenlo területu négyzetet (illetve ennek az oldalát).

MegoldásAdott a síkon a kör sugara, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.Az alaptest tehát K0 = Q(0, 0, 1, 0) = Q.A kör területe ekkor π , tehát a keresett szakasz hossza

√π .

Az a kérdés tehát, hogy a√

π szerkesztheto szám-e Q fölött.Nem szerkesztheto,

Page 86: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 8 / 12

Körnégyszögesítés

6.8.7. ProblémaKörnégyszögesítés: szerkesszünk egy megadott sugarú körrelegyenlo területu négyzetet (illetve ennek az oldalát).

MegoldásAdott a síkon a kör sugara, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.Az alaptest tehát K0 = Q(0, 0, 1, 0) = Q.A kör területe ekkor π , tehát a keresett szakasz hossza

√π .

Az a kérdés tehát, hogy a√

π szerkesztheto szám-e Q fölött.Nem szerkesztheto, mert

√π transzcendens szám.

Page 87: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 8 / 12

Körnégyszögesítés

6.8.7. ProblémaKörnégyszögesítés: szerkesszünk egy megadott sugarú körrelegyenlo területu négyzetet (illetve ennek az oldalát).

MegoldásAdott a síkon a kör sugara, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.Az alaptest tehát K0 = Q(0, 0, 1, 0) = Q.A kör területe ekkor π , tehát a keresett szakasz hossza

√π .

Az a kérdés tehát, hogy a√

π szerkesztheto szám-e Q fölött.Nem szerkesztheto, mert

√π transzcendens szám.

Mert ha algebrai lenne,

Page 88: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 8 / 12

Körnégyszögesítés

6.8.7. ProblémaKörnégyszögesítés: szerkesszünk egy megadott sugarú körrelegyenlo területu négyzetet (illetve ennek az oldalát).

MegoldásAdott a síkon a kör sugara, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.Az alaptest tehát K0 = Q(0, 0, 1, 0) = Q.A kör területe ekkor π , tehát a keresett szakasz hossza

√π .

Az a kérdés tehát, hogy a√

π szerkesztheto szám-e Q fölött.Nem szerkesztheto, mert

√π transzcendens szám.

Mert ha algebrai lenne, akkor a négyzete, π is algebrai lenne.

Page 89: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 8 / 12

Körnégyszögesítés

6.8.7. ProblémaKörnégyszögesítés: szerkesszünk egy megadott sugarú körrelegyenlo területu négyzetet (illetve ennek az oldalát).

MegoldásAdott a síkon a kör sugara, vagyis egy szakasz.Vegyük föl a koordinátarendszert úgy, hogy (0, 0) és (1, 0)

a megadott szakasz két végpontja legyen.Az alaptest tehát K0 = Q(0, 0, 1, 0) = Q.A kör területe ekkor π , tehát a keresett szakasz hossza

√π .

Az a kérdés tehát, hogy a√

π szerkesztheto szám-e Q fölött.Nem szerkesztheto, mert

√π transzcendens szám.

Mert ha algebrai lenne, akkor a négyzete, π is algebrai lenne.(Lindemann analízis-tételét használtuk föl.)

Page 90: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 9 / 12

Szögharmadolás

6.8.8. ProblémaSzögharmadolás:

Page 91: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 9 / 12

Szögharmadolás

6.8.8. ProblémaSzögharmadolás: szerkesszük meg egy adott szög harmadát.

Page 92: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 9 / 12

Szögharmadolás

6.8.8. ProblémaSzögharmadolás: szerkesszük meg egy adott szög harmadát.

Megoldás

Mivel 60◦ szerkesztheto az egységszakaszból kiindulva,

Page 93: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 9 / 12

Szögharmadolás

6.8.8. ProblémaSzögharmadolás: szerkesszük meg egy adott szög harmadát.

Megoldás

Mivel 60◦ szerkesztheto az egységszakaszból kiindulva,elég belátni, hogy 20 fokos szög nem szerkesztheto.

Page 94: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 9 / 12

Szögharmadolás

6.8.8. ProblémaSzögharmadolás: szerkesszük meg egy adott szög harmadát.

Megoldás

Mivel 60◦ szerkesztheto az egységszakaszból kiindulva,elég belátni, hogy 20 fokos szög nem szerkesztheto.Azaz, hogy a cos(20◦) szám nem szerkesztheto Q fölött.

Page 95: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 9 / 12

Szögharmadolás

6.8.8. ProblémaSzögharmadolás: szerkesszük meg egy adott szög harmadát.

Megoldás

Mivel 60◦ szerkesztheto az egységszakaszból kiindulva,elég belátni, hogy 20 fokos szög nem szerkesztheto.Azaz, hogy a cos(20◦) szám nem szerkesztheto Q fölött.HF: minimálpolinomja x3 − (3/4)x − (1/8) (5.10.15. Feladat).

Page 96: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 9 / 12

Szögharmadolás

6.8.8. ProblémaSzögharmadolás: szerkesszük meg egy adott szög harmadát.

Megoldás

Mivel 60◦ szerkesztheto az egységszakaszból kiindulva,elég belátni, hogy 20 fokos szög nem szerkesztheto.Azaz, hogy a cos(20◦) szám nem szerkesztheto Q fölött.HF: minimálpolinomja x3 − (3/4)x − (1/8) (5.10.15. Feladat).Ezért Q fölött cos(20◦) harmadfokú,

Page 97: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 9 / 12

Szögharmadolás

6.8.8. ProblémaSzögharmadolás: szerkesszük meg egy adott szög harmadát.

Megoldás

Mivel 60◦ szerkesztheto az egységszakaszból kiindulva,elég belátni, hogy 20 fokos szög nem szerkesztheto.Azaz, hogy a cos(20◦) szám nem szerkesztheto Q fölött.HF: minimálpolinomja x3 − (3/4)x − (1/8) (5.10.15. Feladat).Ezért Q fölött cos(20◦) harmadfokú, így nem szerkesztheto.

Page 98: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 9 / 12

Szögharmadolás

6.8.8. ProblémaSzögharmadolás: szerkesszük meg egy adott szög harmadát.

Megoldás

Mivel 60◦ szerkesztheto az egységszakaszból kiindulva,elég belátni, hogy 20 fokos szög nem szerkesztheto.Azaz, hogy a cos(20◦) szám nem szerkesztheto Q fölött.HF: minimálpolinomja x3 − (3/4)x − (1/8) (5.10.15. Feladat).Ezért Q fölött cos(20◦) harmadfokú, így nem szerkesztheto.

20 fokos szög szerkesztése

Page 99: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 9 / 12

Szögharmadolás

6.8.8. ProblémaSzögharmadolás: szerkesszük meg egy adott szög harmadát.

Megoldás

Mivel 60◦ szerkesztheto az egységszakaszból kiindulva,elég belátni, hogy 20 fokos szög nem szerkesztheto.Azaz, hogy a cos(20◦) szám nem szerkesztheto Q fölött.HF: minimálpolinomja x3 − (3/4)x − (1/8) (5.10.15. Feladat).Ezért Q fölött cos(20◦) harmadfokú, így nem szerkesztheto.

20 fokos szög szerkesztése = szabályos 18-szög szerkesztése.

Page 100: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 9 / 12

Szögharmadolás

6.8.8. ProblémaSzögharmadolás: szerkesszük meg egy adott szög harmadát.

Megoldás

Mivel 60◦ szerkesztheto az egységszakaszból kiindulva,elég belátni, hogy 20 fokos szög nem szerkesztheto.Azaz, hogy a cos(20◦) szám nem szerkesztheto Q fölött.HF: minimálpolinomja x3 − (3/4)x − (1/8) (5.10.15. Feladat).Ezért Q fölött cos(20◦) harmadfokú, így nem szerkesztheto.

20 fokos szög szerkesztése = szabályos 18-szög szerkesztése.Jobb cos(20◦) helyett ε = cos(20◦) + i sin(20◦)-ot nézni!

Page 101: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 9 / 12

Szögharmadolás

6.8.8. ProblémaSzögharmadolás: szerkesszük meg egy adott szög harmadát.

Megoldás

Mivel 60◦ szerkesztheto az egységszakaszból kiindulva,elég belátni, hogy 20 fokos szög nem szerkesztheto.Azaz, hogy a cos(20◦) szám nem szerkesztheto Q fölött.HF: minimálpolinomja x3 − (3/4)x − (1/8) (5.10.15. Feladat).Ezért Q fölött cos(20◦) harmadfokú, így nem szerkesztheto.

20 fokos szög szerkesztése = szabályos 18-szög szerkesztése.Jobb cos(20◦) helyett ε = cos(20◦) + i sin(20◦)-ot nézni!Ugyanis ε minimálpolinomja 818(x),

Page 102: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 9 / 12

Szögharmadolás

6.8.8. ProblémaSzögharmadolás: szerkesszük meg egy adott szög harmadát.

Megoldás

Mivel 60◦ szerkesztheto az egységszakaszból kiindulva,elég belátni, hogy 20 fokos szög nem szerkesztheto.Azaz, hogy a cos(20◦) szám nem szerkesztheto Q fölött.HF: minimálpolinomja x3 − (3/4)x − (1/8) (5.10.15. Feladat).Ezért Q fölött cos(20◦) harmadfokú, így nem szerkesztheto.

20 fokos szög szerkesztése = szabályos 18-szög szerkesztése.Jobb cos(20◦) helyett ε = cos(20◦) + i sin(20◦)-ot nézni!Ugyanis ε minimálpolinomja 818(x), ezért foka ϕ(18) = 6.

Page 103: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 9 / 12

Szögharmadolás

6.8.8. ProblémaSzögharmadolás: szerkesszük meg egy adott szög harmadát.

Megoldás

Mivel 60◦ szerkesztheto az egységszakaszból kiindulva,elég belátni, hogy 20 fokos szög nem szerkesztheto.Azaz, hogy a cos(20◦) szám nem szerkesztheto Q fölött.HF: minimálpolinomja x3 − (3/4)x − (1/8) (5.10.15. Feladat).Ezért Q fölött cos(20◦) harmadfokú, így nem szerkesztheto.

20 fokos szög szerkesztése = szabályos 18-szög szerkesztése.Jobb cos(20◦) helyett ε = cos(20◦) + i sin(20◦)-ot nézni!Ugyanis ε minimálpolinomja 818(x), ezért foka ϕ(18) = 6.Hogyan ad ez információt a cos(20◦) fokára?

Page 104: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 10 / 12

cos(2π/n) foka

Láttuk: ε = cos(20◦) + i sin(20◦) foka Q fölött ϕ(18) = 6.

Page 105: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 10 / 12

cos(2π/n) foka

Láttuk: ε = cos(20◦) + i sin(20◦) foka Q fölött ϕ(18) = 6.Nyilván ε−1 = ε

Page 106: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 10 / 12

cos(2π/n) foka

Láttuk: ε = cos(20◦) + i sin(20◦) foka Q fölött ϕ(18) = 6.Nyilván ε−1 = ε = cos(20◦) − i sin(20◦)

Page 107: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 10 / 12

cos(2π/n) foka

Láttuk: ε = cos(20◦) + i sin(20◦) foka Q fölött ϕ(18) = 6.Nyilván ε−1 = ε = cos(20◦) − i sin(20◦) ∈ Q(ε),

Page 108: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 10 / 12

cos(2π/n) foka

Láttuk: ε = cos(20◦) + i sin(20◦) foka Q fölött ϕ(18) = 6.Nyilván ε−1 = ε = cos(20◦) − i sin(20◦) ∈ Q(ε), és ígycos(20◦) = (ε + ε)/2 ∈ Q(ε),

Page 109: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 10 / 12

cos(2π/n) foka

Láttuk: ε = cos(20◦) + i sin(20◦) foka Q fölött ϕ(18) = 6.Nyilván ε−1 = ε = cos(20◦) − i sin(20◦) ∈ Q(ε), és ígycos(20◦) = (ε + ε)/2 ∈ Q(ε), azaz Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε).

Page 110: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 10 / 12

cos(2π/n) foka

Láttuk: ε = cos(20◦) + i sin(20◦) foka Q fölött ϕ(18) = 6.Nyilván ε−1 = ε = cos(20◦) − i sin(20◦) ∈ Q(ε), és ígycos(20◦) = (ε + ε)/2 ∈ Q(ε), azaz Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε).

Továbbá(

i sin(20◦))2 = cos(20◦)2 − 1

Page 111: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 10 / 12

cos(2π/n) foka

Láttuk: ε = cos(20◦) + i sin(20◦) foka Q fölött ϕ(18) = 6.Nyilván ε−1 = ε = cos(20◦) − i sin(20◦) ∈ Q(ε), és ígycos(20◦) = (ε + ε)/2 ∈ Q(ε), azaz Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε).

Továbbá(

i sin(20◦))2 = cos(20◦)2 − 1 ∈ Q

(

cos(20◦))

,

Page 112: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 10 / 12

cos(2π/n) foka

Láttuk: ε = cos(20◦) + i sin(20◦) foka Q fölött ϕ(18) = 6.Nyilván ε−1 = ε = cos(20◦) − i sin(20◦) ∈ Q(ε), és ígycos(20◦) = (ε + ε)/2 ∈ Q(ε), azaz Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε).

Továbbá(

i sin(20◦))2 = cos(20◦)2 − 1 ∈ Q

(

cos(20◦))

,és így Q(ε) foka Q

(

cos(20◦))

fölött 1 vagy 2

Page 113: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 10 / 12

cos(2π/n) foka

Láttuk: ε = cos(20◦) + i sin(20◦) foka Q fölött ϕ(18) = 6.Nyilván ε−1 = ε = cos(20◦) − i sin(20◦) ∈ Q(ε), és ígycos(20◦) = (ε + ε)/2 ∈ Q(ε), azaz Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε).

Továbbá(

i sin(20◦))2 = cos(20◦)2 − 1 ∈ Q

(

cos(20◦))

,és így Q(ε) foka Q

(

cos(20◦))

fölött 1 vagy 2(hiszen

cos(20◦)2 − 1-gyel való bovítéssel kapható).

Page 114: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 10 / 12

cos(2π/n) foka

Láttuk: ε = cos(20◦) + i sin(20◦) foka Q fölött ϕ(18) = 6.Nyilván ε−1 = ε = cos(20◦) − i sin(20◦) ∈ Q(ε), és ígycos(20◦) = (ε + ε)/2 ∈ Q(ε), azaz Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε).

Továbbá(

i sin(20◦))2 = cos(20◦)2 − 1 ∈ Q

(

cos(20◦))

,és így Q(ε) foka Q

(

cos(20◦))

fölött 1 vagy 2(hiszen

cos(20◦)2 − 1-gyel való bovítéssel kapható).A Q ≤ Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε) láncból

Page 115: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 10 / 12

cos(2π/n) foka

Láttuk: ε = cos(20◦) + i sin(20◦) foka Q fölött ϕ(18) = 6.Nyilván ε−1 = ε = cos(20◦) − i sin(20◦) ∈ Q(ε), és ígycos(20◦) = (ε + ε)/2 ∈ Q(ε), azaz Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε).

Továbbá(

i sin(20◦))2 = cos(20◦)2 − 1 ∈ Q

(

cos(20◦))

,és így Q(ε) foka Q

(

cos(20◦))

fölött 1 vagy 2(hiszen

cos(20◦)2 − 1-gyel való bovítéssel kapható).A Q ≤ Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε) láncból grQ

(

cos(20◦))

= 3 vagy 6.

Page 116: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 10 / 12

cos(2π/n) foka

Láttuk: ε = cos(20◦) + i sin(20◦) foka Q fölött ϕ(18) = 6.Nyilván ε−1 = ε = cos(20◦) − i sin(20◦) ∈ Q(ε), és ígycos(20◦) = (ε + ε)/2 ∈ Q(ε), azaz Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε).

Továbbá(

i sin(20◦))2 = cos(20◦)2 − 1 ∈ Q

(

cos(20◦))

,és így Q(ε) foka Q

(

cos(20◦))

fölött 1 vagy 2(hiszen

cos(20◦)2 − 1-gyel való bovítéssel kapható).A Q ≤ Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε) láncból grQ

(

cos(20◦))

= 3 vagy 6.Egyik sem 2-hatvány.

Page 117: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 10 / 12

cos(2π/n) foka

Láttuk: ε = cos(20◦) + i sin(20◦) foka Q fölött ϕ(18) = 6.Nyilván ε−1 = ε = cos(20◦) − i sin(20◦) ∈ Q(ε), és ígycos(20◦) = (ε + ε)/2 ∈ Q(ε), azaz Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε).

Továbbá(

i sin(20◦))2 = cos(20◦)2 − 1 ∈ Q

(

cos(20◦))

,és így Q(ε) foka Q

(

cos(20◦))

fölött 1 vagy 2(hiszen

cos(20◦)2 − 1-gyel való bovítéssel kapható).A Q ≤ Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε) láncból grQ

(

cos(20◦))

= 3 vagy 6.Egyik sem 2-hatvány.

Ez nyilván általánosítható, azaz beláttuk:

Page 118: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 10 / 12

cos(2π/n) foka

Láttuk: ε = cos(20◦) + i sin(20◦) foka Q fölött ϕ(18) = 6.Nyilván ε−1 = ε = cos(20◦) − i sin(20◦) ∈ Q(ε), és ígycos(20◦) = (ε + ε)/2 ∈ Q(ε), azaz Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε).

Továbbá(

i sin(20◦))2 = cos(20◦)2 − 1 ∈ Q

(

cos(20◦))

,és így Q(ε) foka Q

(

cos(20◦))

fölött 1 vagy 2(hiszen

cos(20◦)2 − 1-gyel való bovítéssel kapható).A Q ≤ Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε) láncból grQ

(

cos(20◦))

= 3 vagy 6.Egyik sem 2-hatvány.

Ez nyilván általánosítható, azaz beláttuk:

6.8.10. Állítás

Ha n ≥ 1, akkor grQ

(

cos(2π/n))

értéke ϕ(n), vagy ϕ(n)/2.

Page 119: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 10 / 12

cos(2π/n) foka

Láttuk: ε = cos(20◦) + i sin(20◦) foka Q fölött ϕ(18) = 6.Nyilván ε−1 = ε = cos(20◦) − i sin(20◦) ∈ Q(ε), és ígycos(20◦) = (ε + ε)/2 ∈ Q(ε), azaz Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε).

Továbbá(

i sin(20◦))2 = cos(20◦)2 − 1 ∈ Q

(

cos(20◦))

,és így Q(ε) foka Q

(

cos(20◦))

fölött 1 vagy 2(hiszen

cos(20◦)2 − 1-gyel való bovítéssel kapható).A Q ≤ Q

(

cos(20◦))

≤ Q(ε) láncból grQ

(

cos(20◦))

= 3 vagy 6.Egyik sem 2-hatvány.

Ez nyilván általánosítható, azaz beláttuk:

6.8.10. Állítás

Ha n ≥ 1, akkor grQ

(

cos(2π/n))

értéke ϕ(n), vagy ϕ(n)/2.

A pontos érték a 6.8.24. Feladatban olvasható.

Page 120: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 11 / 12

Szabályos sokszögek szerkeszthetosége

6.8.11. Tétel (félig bizonyítva)

Akkor és csak akkor szerkesztheto szabályos n-szög,

Page 121: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 11 / 12

Szabályos sokszögek szerkeszthetosége

6.8.11. Tétel (félig bizonyítva)

Akkor és csak akkor szerkesztheto szabályos n-szög,ha a ϕ(n) szám 2-hatvány.

Page 122: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 11 / 12

Szabályos sokszögek szerkeszthetosége

6.8.11. Tétel (félig bizonyítva)

Akkor és csak akkor szerkesztheto szabályos n-szög,ha a ϕ(n) szám 2-hatvány. Ez akkor és csak akkor igaz,ha n = 2mp1p2 . . . pr ,

Page 123: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 11 / 12

Szabályos sokszögek szerkeszthetosége

6.8.11. Tétel (félig bizonyítva)

Akkor és csak akkor szerkesztheto szabályos n-szög,ha a ϕ(n) szám 2-hatvány. Ez akkor és csak akkor igaz,ha n = 2mp1p2 . . . pr , ahol m ≥ 0

Page 124: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 11 / 12

Szabályos sokszögek szerkeszthetosége

6.8.11. Tétel (félig bizonyítva)

Akkor és csak akkor szerkesztheto szabályos n-szög,ha a ϕ(n) szám 2-hatvány. Ez akkor és csak akkor igaz,ha n = 2mp1p2 . . . pr , ahol m ≥ 0 és a pi számok páronkéntkülönbözo Fermat-prímek

Page 125: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 11 / 12

Szabályos sokszögek szerkeszthetosége

6.8.11. Tétel (félig bizonyítva)

Akkor és csak akkor szerkesztheto szabályos n-szög,ha a ϕ(n) szám 2-hatvány. Ez akkor és csak akkor igaz,ha n = 2mp1p2 . . . pr , ahol m ≥ 0 és a pi számok páronkéntkülönbözo Fermat-prímek (vagyis 22k + 1 alakú prímszámok).

Page 126: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 11 / 12

Szabályos sokszögek szerkeszthetosége

6.8.11. Tétel (félig bizonyítva)

Akkor és csak akkor szerkesztheto szabályos n-szög,ha a ϕ(n) szám 2-hatvány. Ez akkor és csak akkor igaz,ha n = 2mp1p2 . . . pr , ahol m ≥ 0 és a pi számok páronkéntkülönbözo Fermat-prímek (vagyis 22k + 1 alakú prímszámok).

Mivel cos(2π/n) foka ϕ(n) vagy ϕ(n)/2,

Page 127: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 11 / 12

Szabályos sokszögek szerkeszthetosége

6.8.11. Tétel (félig bizonyítva)

Akkor és csak akkor szerkesztheto szabályos n-szög,ha a ϕ(n) szám 2-hatvány. Ez akkor és csak akkor igaz,ha n = 2mp1p2 . . . pr , ahol m ≥ 0 és a pi számok páronkéntkülönbözo Fermat-prímek (vagyis 22k + 1 alakú prímszámok).

Mivel cos(2π/n) foka ϕ(n) vagy ϕ(n)/2,ha szerkesztheto szabályos n-szög, akkor ϕ(n) 2-hatvány.

Page 128: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 11 / 12

Szabályos sokszögek szerkeszthetosége

6.8.11. Tétel (félig bizonyítva)

Akkor és csak akkor szerkesztheto szabályos n-szög,ha a ϕ(n) szám 2-hatvány. Ez akkor és csak akkor igaz,ha n = 2mp1p2 . . . pr , ahol m ≥ 0 és a pi számok páronkéntkülönbözo Fermat-prímek (vagyis 22k + 1 alakú prímszámok).

Mivel cos(2π/n) foka ϕ(n) vagy ϕ(n)/2,ha szerkesztheto szabályos n-szög, akkor ϕ(n) 2-hatvány.A Fermat-prímes jellemzés elemi számelméleti gondolatmenet.

Page 129: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 11 / 12

Szabályos sokszögek szerkeszthetosége

6.8.11. Tétel (félig bizonyítva)

Akkor és csak akkor szerkesztheto szabályos n-szög,ha a ϕ(n) szám 2-hatvány. Ez akkor és csak akkor igaz,ha n = 2mp1p2 . . . pr , ahol m ≥ 0 és a pi számok páronkéntkülönbözo Fermat-prímek (vagyis 22k + 1 alakú prímszámok).

Mivel cos(2π/n) foka ϕ(n) vagy ϕ(n)/2,ha szerkesztheto szabályos n-szög, akkor ϕ(n) 2-hatvány.A Fermat-prímes jellemzés elemi számelméleti gondolatmenet.A megfordítás az alábbi tételbol következik.

Page 130: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 11 / 12

Szabályos sokszögek szerkeszthetosége

6.8.11. Tétel (félig bizonyítva)

Akkor és csak akkor szerkesztheto szabályos n-szög,ha a ϕ(n) szám 2-hatvány. Ez akkor és csak akkor igaz,ha n = 2mp1p2 . . . pr , ahol m ≥ 0 és a pi számok páronkéntkülönbözo Fermat-prímek (vagyis 22k + 1 alakú prímszámok).

Mivel cos(2π/n) foka ϕ(n) vagy ϕ(n)/2,ha szerkesztheto szabályos n-szög, akkor ϕ(n) 2-hatvány.A Fermat-prímes jellemzés elemi számelméleti gondolatmenet.A megfordítás az alábbi tételbol következik.

6.8.15. Tétel (NB)Legyen α minimálpolinomja K0 fölött t .

Page 131: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 11 / 12

Szabályos sokszögek szerkeszthetosége

6.8.11. Tétel (félig bizonyítva)

Akkor és csak akkor szerkesztheto szabályos n-szög,ha a ϕ(n) szám 2-hatvány. Ez akkor és csak akkor igaz,ha n = 2mp1p2 . . . pr , ahol m ≥ 0 és a pi számok páronkéntkülönbözo Fermat-prímek (vagyis 22k + 1 alakú prímszámok).

Mivel cos(2π/n) foka ϕ(n) vagy ϕ(n)/2,ha szerkesztheto szabályos n-szög, akkor ϕ(n) 2-hatvány.A Fermat-prímes jellemzés elemi számelméleti gondolatmenet.A megfordítás az alábbi tételbol következik.

6.8.15. Tétel (NB)Legyen α minimálpolinomja K0 fölött t . Ha t felbontási testénekfoka K0 fölött 2-hatvány,

Page 132: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Geometriai szerkeszthetoség Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 11 / 12

Szabályos sokszögek szerkeszthetosége

6.8.11. Tétel (félig bizonyítva)

Akkor és csak akkor szerkesztheto szabályos n-szög,ha a ϕ(n) szám 2-hatvány. Ez akkor és csak akkor igaz,ha n = 2mp1p2 . . . pr , ahol m ≥ 0 és a pi számok páronkéntkülönbözo Fermat-prímek (vagyis 22k + 1 alakú prímszámok).

Mivel cos(2π/n) foka ϕ(n) vagy ϕ(n)/2,ha szerkesztheto szabályos n-szög, akkor ϕ(n) 2-hatvány.A Fermat-prímes jellemzés elemi számelméleti gondolatmenet.A megfordítás az alábbi tételbol következik.

6.8.15. Tétel (NB)Legyen α minimálpolinomja K0 fölött t . Ha t felbontási testénekfoka K0 fölött 2-hatvány, akkor α szerkesztheto.

Page 133: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Egyenletek megoldóképlete Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 12 / 12

A gyökképlet létezése

TanultukMásodfokú egyenletre gyökképlet:

Page 134: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Egyenletek megoldóképlete Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 12 / 12

A gyökképlet létezése

TanultukMásodfokú egyenletre gyökképlet: középiskolában.

Page 135: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Egyenletek megoldóképlete Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 12 / 12

A gyökképlet létezése

TanultukMásodfokú egyenletre gyökképlet: középiskolában.Harmadfokú egyenlet:

Page 136: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Egyenletek megoldóképlete Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 12 / 12

A gyökképlet létezése

TanultukMásodfokú egyenletre gyökképlet: középiskolában.Harmadfokú egyenlet: Cardano-képlet.

Page 137: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Egyenletek megoldóképlete Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 12 / 12

A gyökképlet létezése

TanultukMásodfokú egyenletre gyökképlet: középiskolában.Harmadfokú egyenlet: Cardano-képlet.Negyedfokú egyenlet:

Page 138: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Egyenletek megoldóképlete Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 12 / 12

A gyökképlet létezése

TanultukMásodfokú egyenletre gyökképlet: középiskolában.Harmadfokú egyenlet: Cardano-képlet.Negyedfokú egyenlet: van képlet, de bonyolult (Ferrari).

Page 139: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Egyenletek megoldóképlete Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 12 / 12

A gyökképlet létezése

TanultukMásodfokú egyenletre gyökképlet: középiskolában.Harmadfokú egyenlet: Cardano-képlet.Negyedfokú egyenlet: van képlet, de bonyolult (Ferrari).

Gyökképlet: négy alapmuvelet,

Page 140: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Egyenletek megoldóképlete Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 12 / 12

A gyökképlet létezése

TanultukMásodfokú egyenletre gyökképlet: középiskolában.Harmadfokú egyenlet: Cardano-képlet.Negyedfokú egyenlet: van képlet, de bonyolult (Ferrari).

Gyökképlet: négy alapmuvelet, gyökvonás

Page 141: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Egyenletek megoldóképlete Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 12 / 12

A gyökképlet létezése

TanultukMásodfokú egyenletre gyökképlet: középiskolában.Harmadfokú egyenlet: Cardano-képlet.Negyedfokú egyenlet: van képlet, de bonyolult (Ferrari).

Gyökképlet: négy alapmuvelet, gyökvonás az együtthatókból.

Page 142: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Egyenletek megoldóképlete Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 12 / 12

A gyökképlet létezése

TanultukMásodfokú egyenletre gyökképlet: középiskolában.Harmadfokú egyenlet: Cardano-képlet.Negyedfokú egyenlet: van képlet, de bonyolult (Ferrari).

Gyökképlet: négy alapmuvelet, gyökvonás az együtthatókból.

6.9.7. Tétel (Abel-Ruffini, NB)A legalább ötödfokú általános egyenletre nincs gyökképlet.

Page 143: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Egyenletek megoldóképlete Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 12 / 12

A gyökképlet létezése

TanultukMásodfokú egyenletre gyökképlet: középiskolában.Harmadfokú egyenlet: Cardano-képlet.Negyedfokú egyenlet: van képlet, de bonyolult (Ferrari).

Gyökképlet: négy alapmuvelet, gyökvonás az együtthatókból.

6.9.7. Tétel (Abel-Ruffini, NB)A legalább ötödfokú általános egyenletre nincs gyökképlet.Sot, az x5 − 4x + 2 = 0-ra sincs (vö. 6.6.15. Feladat).

Page 144: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Egyenletek megoldóképlete Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 12 / 12

A gyökképlet létezése

TanultukMásodfokú egyenletre gyökképlet: középiskolában.Harmadfokú egyenlet: Cardano-képlet.Negyedfokú egyenlet: van képlet, de bonyolult (Ferrari).

Gyökképlet: négy alapmuvelet, gyökvonás az együtthatókból.

6.9.7. Tétel (Abel-Ruffini, NB)A legalább ötödfokú általános egyenletre nincs gyökképlet.Sot, az x5 − 4x + 2 = 0-ra sincs (vö. 6.6.15. Feladat).

Tehát nem arról van szó, hogy még nem találtuk mega képletet,

Page 145: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Egyenletek megoldóképlete Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 12 / 12

A gyökképlet létezése

TanultukMásodfokú egyenletre gyökképlet: középiskolában.Harmadfokú egyenlet: Cardano-képlet.Negyedfokú egyenlet: van képlet, de bonyolult (Ferrari).

Gyökképlet: négy alapmuvelet, gyökvonás az együtthatókból.

6.9.7. Tétel (Abel-Ruffini, NB)A legalább ötödfokú általános egyenletre nincs gyökképlet.Sot, az x5 − 4x + 2 = 0-ra sincs (vö. 6.6.15. Feladat).

Tehát nem arról van szó, hogy még nem találtuk mega képletet, hanem arról, hogy a képlet nem is létezik.

Page 146: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Egyenletek megoldóképlete Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 12 / 12

A gyökképlet létezése

TanultukMásodfokú egyenletre gyökképlet: középiskolában.Harmadfokú egyenlet: Cardano-képlet.Negyedfokú egyenlet: van képlet, de bonyolult (Ferrari).

Gyökképlet: négy alapmuvelet, gyökvonás az együtthatókból.

6.9.7. Tétel (Abel-Ruffini, NB)A legalább ötödfokú általános egyenletre nincs gyökképlet.Sot, az x5 − 4x + 2 = 0-ra sincs (vö. 6.6.15. Feladat).

Tehát nem arról van szó, hogy még nem találtuk mega képletet, hanem arról, hogy a képlet nem is létezik.A bizonyítás testbovítéseket használ,

Page 147: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Egyenletek megoldóképlete Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 12 / 12

A gyökképlet létezése

TanultukMásodfokú egyenletre gyökképlet: középiskolában.Harmadfokú egyenlet: Cardano-képlet.Negyedfokú egyenlet: van képlet, de bonyolult (Ferrari).

Gyökképlet: négy alapmuvelet, gyökvonás az együtthatókból.

6.9.7. Tétel (Abel-Ruffini, NB)A legalább ötödfokú általános egyenletre nincs gyökképlet.Sot, az x5 − 4x + 2 = 0-ra sincs (vö. 6.6.15. Feladat).

Tehát nem arról van szó, hogy még nem találtuk mega képletet, hanem arról, hogy a képlet nem is létezik.A bizonyítás testbovítéseket használ, és az egyenlet„szimmetriáit” vizsgálja.

Page 148: ELTE Algebra és Számelmélet Tanszék Eloadó: Kiss Emil

Egyenletek megoldóképlete Algebra3, elemzo szakirány 8. eloadás 12 / 12

A gyökképlet létezése

TanultukMásodfokú egyenletre gyökképlet: középiskolában.Harmadfokú egyenlet: Cardano-képlet.Negyedfokú egyenlet: van képlet, de bonyolult (Ferrari).

Gyökképlet: négy alapmuvelet, gyökvonás az együtthatókból.

6.9.7. Tétel (Abel-Ruffini, NB)A legalább ötödfokú általános egyenletre nincs gyökképlet.Sot, az x5 − 4x + 2 = 0-ra sincs (vö. 6.6.15. Feladat).

Tehát nem arról van szó, hogy még nem találtuk mega képletet, hanem arról, hogy a képlet nem is létezik.A bizonyítás testbovítéseket használ, és az egyenlet„szimmetriáit” vizsgálja. Ez a Galois-elmélet kiindulópontja.