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Come facciamo a misurare? Pensiamo ad una attività pratica da misurare —> scelgo un campione e valuto quante volte il campione è contenuto nella grandezza che vogliamo misurare. Tutto questo va messo in pratica in modo matematico. Ritornando alla domanda iniziale:
Si la procedura ha termine. Perché la misurazione ha una approssimazione sufficiente perché lo strumento non ci permette ulteriormente di suddividere il campione. Ma dal punto di vista teorico le cose non funzionano così. Il procedimento ha termine se e solo se la grandezza da misurare e il campione hanno un sottomultiplo in comune —> se e solo se la misura è espressa da un numero razionale. Nel caso in cui il procedimento ha termine le due grandezze (cioè la grandezza da misurare e il campione) sono commensurabili. Esistono però coppie di grandezze per cui il procedimento non ha termine ad esempio il lato e la diagonale del quadrato sono grandezze incommensurabili ( d = radice di 2 l per il teorema di Pitagora). In generale se ho due grandezze a e b e se è possibile trovare una unità di misura u tale che a è pari a un numero intero n di volte u e b è pari a un numero intero m di volte u allora posso dire che a è pari a n / m volte b. In altre parole, questo significa che il rapporto tra a e b è n / m cioè che la misura di a rispetto a b è il numero razionale n / m. In questo caso le grandezze sono commensurabili. L’idea di misura di oggetti geometrici rende necessario l’utilizzo dei numeri irrazionali oltre che dei numeri razionali e quindi rende necessaria l’introduzione dei numeri reali.
Quanto abbiamo visto per il rettangolo puó essere riproposto per altre figure geometriche: si puó arrivare al “calcolo” delle misura dell’area a partire dalla conoscenza delle misure di alcune lunghezze.
La geometria è quella parte della matematica che studia le forme geometriche. Quanto sia complesso caratterizzare una forma geometrica è messo in evidenza dall’esempio con cui inizia il capitolo 13. In geometria la rappresentazione visiva ha un ruolo molto importante ma bisogna stare attenti perché a volte questa può trarre in inganno. La prima osservazione da tenere presente e che qualunque tentativo di descrizione vogliamo fare fare degli oggetti illustrati dobbiamo utilizzare parole di cui condividiamo il significato. Dobbiamo cioè utilizzare un bagaglio di concetti di base condivisi su cui costruire concetti più complessi. Punto : non trovo le parole, sono davanti ad un concetto primitivo. È un concetto primitivo che ci permette di costruire le altre figure geometriche. Concetti primitivi alla base della geometria:
La “nostra” geometria, la geometria che meglio descrive l’ambiente a noi prossimo, si basa sugli Elementi di Euclide, che è un’opera fondamentale. Naturalmente un testo datato migliaia di anni non poteva non subire una revisione critica e quanto stiamo descrivendo in questo corso tiene conto della metodica riorganizzazione dell’impostazione Euclidea, a opera dei matematici che a lui sono seguiti, e in particolare terremo conto dell’opera di Hilbert all’inizio del 1900. CRITICHE AD EUCLIDE :
Le proprietà che vogliamo mettere in evidenza sono:
congruenti se e solo se le loro lunghezze hanno la stessa misura. CONGRUENZA DI ANGOLI E ANGOLI RETTI: Quando i lati a e b giacciono sulla stessa retta gli angoli si dicono supplementari. Quando due angoli supplementari sono congruenti allora diciamo che gli angoli sono retti. Inoltre: TRIANGOLO: è un poligono sono 3 lati. Un triangolo ha 3 vertici. Classificazione rispetto ai lati
Ma quale è il problema? Il problema è che lo dimostra utilizzando le sue proposizione facendo in modo che questa non sia propriamente una dimostrazione. Essendo che questa non è una dimostrazione come dicono i critici tanto vale assumerla come postulato. Criteri di congruenza tra i triangoli:
Proposizione 1.6 è accoppiata alla proposizione 1. Riflessione: Euclide: un triangolo è isoscele se ha due e solo due lati uguali; Noi: un triangolo è isoscele se ha almeno due lati uguali; Mai usare due da solo. Le definizioni sono diverse. Nella terza rientra anche la definizione di triangoli equilateri. Quindi secondo la seconda definizione i triangoli equilateri sono anche isosceli. Queste definizioni sono giuste o sbagliate a seconda della situazione in cui sono. Euclide da la definizione di isoscele e poi con la proposizione 1.5 dice: in un triangolo isoscele gli angoli alla base sono uguali. Ma: Per Euclide questo non era previsto ma dimostrandolo vediamo che la proprietà vale anche per i triangoli equilateri. Quindi questa è un’incongruenza. Proposizione 1.
Proposizione I. Se i punti A, D e B sono allineati, α 1 α2 allora α + β equivale a due β angoli retti. Proposizione I. Se α + β equivale a due angoli retti, allora i punti A, B e D sono allineati. Guarda dimostrazione libro. Proposizione 1. Due angoli opposti al vertice sono uguali, cioè: Proposizione I. L’angolo α′ è maggiore o uguale di ciascuno degli angoli γ e β.
Quinto postulato: Data una retta r nel piano e un punto P non appartenente a r, allora esiste una e una sola retta parallela a r e passante per P. Proposizione I. Se l’angolo in 4 è uguale all’angolo in 6, allora le due rette sono parallele. Proposizione I. Se l’angolo in 2 è uguale all’angolo in 6, oppure se l’angolo in 2 è uguale all’angolo in 8, oppure se la somma degli angoli in 3 e in 6 è pari a due retti, allora le due rette sono parallele. Proposizione I. Se due rette parallele sono tagliate da una trasversale, allora sussistono tutte le relazioni tra gli angoli elencate nelle proposizioni I.27 e I.28.
Parallelogrammi - proposizione 1. Il parallelogramma un quadrilatero per cui comunque io prenda un lato, ne trovo un altro che gli è parallelo. Prima proprietà dei parallelogrammi: S si uniscono dalla stessa parte gli estremi di due segmenti AB e CD congruenti e paralleli, allora si ottengono due segmenti congruenti e paralleli. Prima proprietà dei parallelogrammi: proposizione I.34 – nei parallelogrammi i lati opposti sono uguali, gli angoli opposti sono uguali e ciascuna diagonale divide i parallelogrammi in due parti uguali.
Proposizione I. Parallelogrammi con basi uguali e compresi fra le stesse parallele sono uguali. Area del parallelogramma: Proposizione I. Triangoli con la stessa base e compresi tra le stesse parallele sono uguali. Proposizione I. Triangoli con la stessa base e compresi tra le stesse parallele sono uguali.
Proposizione I. Triangoli con basi uguali e compresi tra le stesse parallele sono uguali. Proposizione I.39 e I. Triangoli uguali costruiti sulla stessa base dalla stessa parte sono compresi tra le stesse parallele. Triangoli uguali costruiti su basi uguali dalla stessa parte sono compresi tra le stesse parallele. Formule aree triangolo IL TEOREMA DI PITAGORA Riguarda i triangoli rettangoli. Un triangolo è rettangolo se ha (almeno) un angolo retto. La proposizione I.32 permette di concludere che un triangolo rettangolo puó avere uno e un solo angolo retto, che è quindi il maggiore dei tre angoli. Passando ai lati, la proposizione I.19 permette di concludere che il lato opposto all’angolo retto è il lato maggiore: chiamiamo questo lato ipotenusa. Chiamiamo cateti gli altri due lati (quelli cioè che “formano” l’angolo retto). Proposizione I.47 (teorema di Pitagora) – In un triangolo rettangolo, il quadrato costruito sull’ipotenusa è uguale alla somma dei quadrati costruiti sui due cateti.