當然,可以做出來的不只是有理數。譬如,假定一正實數 a 是可做的,則 也可以做其做法如下:(圖五)用 a+1 的長度為直徑做半圓,在 B 點立 AC 的垂直線,交半圓於 D,則 BD 的長度為 。(可由兩直角三角形 ABD 及 DBC 之相似證得)
圖五
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舉個特例,有理數2是可做的,所以也可做。更有進者,(b,c都是有理數)這種形式的數都可做。我們當然可以用這類數為a而做出更複雜的數(即
等等。 為了區別這些做出的數的繁簡程度,我們要定義 n 階數。假設a,b,c是有理數而a>0,則稱
這樣的數為1階可做數,簡稱1階數。因為我們可以取c=0,所以1階數包括有理數。當 a1=a2 時,兩個1階數
及
稱為同類的一階數。有了1階數及其同類關係,我們可以定義2階數,即,其中 a,b,c 都是同類的1階數而a>0。這些2階數都是可做的,這是因為,b,c都是可做數,而可做數相加還是可做數,可做數相乘還是可做數。後者的證明如下:設x,y為可做數。(圖六)做兩條相交的直線,其交點為A。在一直線上取AB,使其長為x。在另一直線上取單位長AC,再取CD,使其長為y。聯CB,做
,交AB於E。由比例關係知BE長為xy。
圖六
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若將1和x對調,則BE長為,可見可做數相除仍為可做數。因此可做數相加、減、乘、除仍為可做數。用現代的術語來說,若一個數集中的任兩元素互相加減乘除後仍然在該數集中,則此數集稱為一個「體」。我們知道有理數集是一個體,實數集是一個 一個體,而可做數集也是一個體。
我們可以按順序定義 3 階數,4 階數,…,及同階數間的同類關係。假設 n-1 階數及其同類關係已經定義過,則 n 階數呈 形式,其中a,b,c 是同類的 n-1 階數,而 a>0。若 a1=a2,則兩 n 階數
,
稱為同類。同類的 n 階數組成一個體,其證明由合用歸納法及根式有理化法可得。一個 n 階數可以看或一個階數比 n 高的數;一個 n 階數有時也同時可能是一個階數比 n 為低的數;如果一個 n 階數不能同時也是個階數較低的數,則稱為純 n 階數。所有的階數,1 階數,…,n 階數,都叫做可做數。
例五:和是同類的1階數,和為不同類的1階數,
和為不同類的2階數;。也可以看成2階數(因為
),是純2階數,則不然。
綜上所述,由一線段S出發,我們可以做出可做數倍長的線段。
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