■折り紙と作図不可能問題(その2)
1796年、ガウスは19才のときに正17角形の作図を思いつき,のみならず,nが素数の正n角形について,n=2^2^m+1が素数のとき(あるいは互いに異なるフェルマー素数の積のとき)に限り定規とコンパスだけで作図可能であることを発見しています.
すなわち,正n角形の作図において,nは異なるフェルマー素数か2のベキ乗との積
n=2^kΠFm
でなければなりません.したがって,
[1]n=2,3,4,5,6,8,10,12,15,16,17,20,24,30 → 作図可能
[2]n=7,9,11,13,14,18,19,21,22,23,25 → 作図不可能
となって,幾何学的に解ける正奇数角形は,2^5−1=31通り,最大
3・5・17・257・65537=4294967295
角形まであります.
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【1】ガウスを越えて
コンパスと標識定規による作図の場合は
n=2^a3^b+1
に限り,標識定規とコンパスで作図可能であることが示されています.したがって,
[1]n=7,9,13,19 → 作図可能
[2]n=11 → 作図不可能
すなわち,コンパスと定規のみをを使うという制限下では,正三角形・正方形・正五角形・正六角形の作図には成功するものの,正七角形と正九角形では躓いてしまう.それに対して,折り紙では正十一角形は困難なものの,正七角形と正九角形の作図はあっさり成功するのである.
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