证明:因为AB=AC,∠BAC=36D,360/36=10;所以等腰三角形△ABC是以A为圆心,AB为半径圆内接正10边形的1/10,即以正10边形的一边和其所对的圆心角构成。为了解析这一图形,我们通过尺规作图来把这个图形的形成过程,以及等量分析了解一下。
见下图,图中红色线为尺规作图的专用线,蓝色辅助线和黑色原图线所用字母除P之外,按照字母顺序都是H之前的字母;而蓝绿色分析线和红色作图线部分所用的字母都是H之后的字母。以便于看清楚,作图过程省略,关键步骤作出说明。设红圆A半径AB=1;那么圆M半径为AM=1/2;CM=√5/2;关键点N是圆C和圆M的切点:CN=BC=(√5-1)/2;蓝色圆A半径为AP。为什么说(√5-1)/2是半径为1的正10边形的边长呢:
因为:sin18D=(√5-1)/4(由sin36=cos54,分别运用三倍角和二倍角公式推导,过程略);作AD⊥BC于D,则∠ABD=∠ACD=18D;BC=BD+DC=2BD=√(√5-1)/2;
红圆A和圆I合同,它们的交点为J和K, J为90度圆弧CI的三等分点。弧CJ/弧BC=30/36=5/6; 作PQ平分∠ABC(=72D)交红圆O于Q由此可以看出∠PAD=∠FAE=∠PBQ=6D(圆周角∠PBQ所对圆弧=弧CF,圆心角∠FAE所对圆弧为弧EF),且AP=BC时;△PBC的这种构图才可以成立。且P∈BP∩CP∩蓝圆A;作PA的垂直平分线SU,分别角红圆O于S和U,交AP于T;联结SA并延长交红圆O于V,则弧UV=弧BC,并得Rt△AST;在Rt△AST和Rt△BAD中,因为圆心角所对的弧=弧BC/2; 所以∠AST=∠BAD, ∠ATS=π/2=∠BDA; AS=AB(同圆半径相等);所以,Rt△AST≌Rt△BAD;
所以AP=2AT=2BD=BC(合同三角形对应边相等)。证毕。