הבעיות הגאומטריות של ימי קדם – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
מ תקלדה
מ שוים->שווים, קוביה->קובייה, בניה->בנייה וכמה קישורים
שורה 1:
'''הבעיות הגאומטריות של ימי קדם''' הן [[בנייה בסרגל ומחוגה|בעיות בנייה]] שנוסחו על-ידי ה[[יוון העתיקה|יוונים]] הקדמונים, והעסיקו [[מתמטיקאי|מתמטיקאים]] במשך מאות שנים. הבעיות הן:
* בניית [[קוביהקובייה]] שנפחה כפול מזה של קוביהקובייה נתונה
* חלוקת [[זווית]] נתונה לשלושה חלקים שווים
* בניית [[ריבוע]] השווה בשטחו לעיגול נתון
שורה 6:
את כל הבניות יש לבצע במסגרת כללי המשחק של הגאומטריה, כלומר באמצעות [[סרגל]] ו[[מחוגה]] בלבד.
 
רק ב[[המאה ה-19|מאה התשע-עשרה]] הושם קץ לנסיונותלניסיונות לפתור בעיות בנייה אלה, כאשר הוכח בעזרת [[תורת גלואה]] שהן לא פתירות, כלומר אין דרך לבצע את הבניות הנדרשות. עד למועד זה תרמו הניסיונות לפתרון בעיות אלה להתפתחותה של ה[[גאומטריה]].
 
כמוצא זמני מחוסר היכולת לפתור בעיות אלה בכלים המצומצמים של הבניההבנייה הגאומטרית (סרגל ומחוגה), המציאו היוונים כלים משוכללים המאפשרים את ביצוע הבנייה הנדרשת.
 
בעיה נוספת, בעלת אופי שונה והשפעה מרחיקת לכת על הגאומטריה העתיקה והמודרנית, היא הבעיה של הוכחת [[אקסיומת המקבילים]], האקסיומה החמישית של [[אוקלידס]], מתוך האקסיומות האחרות.
 
==הכפלת נפחה של קוביהקובייה==
 
בסוף המאה החמישית לפנה"ס השתוללה ב[[אתונה]] מגפת [[דבר]] קשה. כאשר נשאל [[האורקל מדלפי|האורקל]] שבמקדש [[אפולו]] שבעיר [[דלפי]] כיצד לעצור את המגפה, ענה: הכפילו את נפח המזבח לאפולו. מזבח זה היה בצורת קוביהקובייה. האתונאים בנו מזבח חדש שאורך צלעו כפול מזה של המזבח הקיים. משלא נפסקה המגפה הבינו האתונאים את טעותם: נפח המזבח החדש היה גדול פי שמונה (שתיים בחזקת שלוש) מנפח המזבח המקורי. כך נולדה הבעיה הראשונה: כיצד לבנות קוביהקובייה שנפחה כפול מזה של קוביהקובייה נתונה. ליתר דיוק: כאשר נתונה צלע של קוביהקובייה, לבנות צלע של קוביהקובייה שנפחה כפול.
 
היפוקרטס מחיוס עבר מבעיה זו לבעיה של מציאת שני [[ממוצע#ממוצע הנדסי|ממוצעים גאומטריים]] עוקבים המשתלבים בין קטע נתון ובין קטע כפול באורכו. ממוצע גאומטרי של שני מספרים שווה לשורש הריבועי של מכפלתם, ובהתאם לכך מציאת ממוצע גאומטרי של שני קטעים פירושה בניית ריבוע ששטחו שווה לשטח מלבן שצלעותיו הן שני הקטעים הנתונים. הצגה מספרית של הבעיה של היפוקרטס היא: למצוא שני מספרים, a ו-b, כך שיתקיים:
<math>\frac{1}{a}=\frac{a}{b}=\frac{b}{2}</math>.
קל לראות ש-a שווה ל- <math>\sqrt[3]{2}</math>, כלומר a הוא אורך הצלע של הקוביההקובייה הנדרשת. מכאן נובע שלא ניתן לבנות קוביהקובייה חדשה כנדרש בעזרת סרגל ומחוגה בלבד, שכן מספר זה אינו [[שדה המספרים הניתנים לבנייה|ניתן לבניהלבנייה]] בסרגל ומחוגה.
 
==תַּרְבּוּעַ העיגול==
שורה 28:
==חלוקה לשלוש (טריסקציה) של זווית==
 
בעיה זו דורשת לחלק [[זווית]] נתונה לשלושה חלקים שויםשווים. מתברר שכבר את הזווית של ששים מעלות לא ניתן לחלק, כלומר, לא ניתן לבנות במחוגה וסרגל זווית של עשרים מעלות. להסבר ראו [[בנייה בסרגל ובמחוגה]]. עם זאת, תחת ההיתר לסמן על הסרגל סימן אחד, הבעיה פתירה<ref> מ.י. ויגודסקי. תקציר המתמטיקה האלמנטרית, בהוצאת "מדע", מוסקבה, 1974, מהדורה כ"ג. חלק ד', פרק א', סימן 11. </ref>.
 
==בנית מצולע משוכלל בן שבע צלעות==
 
ראו [[בנייה בסרגל ובמחוגה]] לדיון כללי בבניהבבנייה של מצולעים משוכללים.
 
== הערות שוליים ==