Когда-то давно, еще в начальной школе, многие юные математики столкнулись со своей первой задачей на построение: нужно было построить отрезок определенной длины. Задача решалась легко и просто, потому что тогда можно было использовать линейку с делениями. Позже, уже на уроках геометрии, оказалось, что нужно уметь проводить построения про помощи только циркуля и линейки без делений. Но на самом деле и это еще не предел! В конце XVIII века итальянский математик Лоренцо Маскерони придумал при геометрических построениях использовать только циркуль. Легенды гласят, что этой идеей Маскерони поделился со своим близким другом – императором Франции Наполеоном Бонапартом. Так появилась известная задача Наполеона о разделении окружности на четыре равные части.
Как и обещалось, в задаче нас ждут только циркуль и только окружности – использовать линейку в этот раз запрещено. Даже начальный чертеж представляет собой окружность и ее центр О – ничего лишнего. Истории неизвестно, решил ли задачу сам император, но у нас с вами точно получится!
Первое, что мы сделаем – выберем случайную точку на данной окружности и проведем еще одну окружность через точку О с центром в выбранной точке. А теперь – еще одну такую же, но с центром в точке пересечения первых двух. Посмотрите: так как все окружности одного радиуса, все точки пересечения находятся на одинаковом расстоянии друг от друга, а самая верхняя и самая нижняя из них лежат на одном диаметре исходной окружности.
Следующий шаг нашего построения – проведение оранжевых дуг с центрами на концах диаметра. Какого радиуса будут эти дуги? Один из углов в черном треугольнике опирается на диаметр, поэтому этот треугольник – прямоугольный. Один из катетов равен радиусу исходной окружности, а гипотенуза – двум, поэтому радиус оранжевых дуг равен sqrt(3) × r. А в какой точке эти дуги пересекутся?