Egy tételr½ol, melyet Dürer majdnem megtalált

Hasonló dokumentumok
2. Síkmértani szerkesztések

Koordinátageometria. M veletek vektorokkal grakusan. Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Matematika Tanszék 1

10. Koordinátageometria

Koordináta-geometria feladatgyűjtemény

A keresett kör középpontja Ku ( ; v, ) a sugara r = 1. Az adott kör középpontjának koordinátái: K1( 4; 2)

EÖTVÖS LORÁND SZAKKÖZÉP- ÉS SZAKISKOLA TANÍTÁST SEGÍTŐ OKTATÁSI ANYAGOK MÉRÉS TANTÁRGY

Koordináta-geometria feladatgyűjtemény (A feladatok megoldásai a dokumentum végén találhatók)

Alapszerkesztések 2. (Merőlegesek szerkesztése, nevezetes szögek, háromszög három oldalból) Merőleges szerkesztése egyeneshez külső pontból

3. tétel Térelemek távolsága és szöge. Nevezetes ponthalmazok a síkon és a térben.

Koordináta - geometria I.

3. Vertikális napóra szerkesztése (2009. September 11., Friday) - Szerzõ: Ponori Thewrewk Aurél

Koordináta geometria III.

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Koordináta-geometria

Érettségi feladatok: Síkgeometria 1/6

HASONLÓSÁGGAL KAPCSOLATOS FELADATOK. 5 cm 3 cm. 2,4 cm

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

Középpontos hasonlóság szerkesztések

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

2. ELŐADÁS. Transzformációk Egyszerű alakzatok

A kör. A kör egyenlete

egyenletrendszert. Az egyenlő együtthatók módszerét alkalmazhatjuk. sin 2 x = 1 és cosy = 0.

, D(-1; 1). A B csúcs koordinátáit az y = + -. A trapéz BD

Interaktív geometriai rendszerek használata középiskolában -Pont körre vonatkozó hatványa, hatványvonal-

Helyvektorok, műveletek, vektorok a koordináta-rendszerben

Lehet hogy igaz, de nem biztos. Biztosan igaz. Lehetetlen. A paralelogrammának van szimmetria-középpontja. b) A trapéznak két szimmetriatengelye van.

Geometria 1 összefoglalás o konvex szögek

Koordináta-geometria. Fogalom. Jelölés. Tulajdonságok, definíciók

Trigonometria. Szögfüggvények alkalmazása derékszög háromszögekben. Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Matematika Tanszék 1

Egy feladat megoldása Geogebra segítségével

Diszkrét démonok A Borsuk-probléma

(Készült a T számú OTKA részbeni támogatásával)

MATEMATIKA HETI 5 ÓRA. IDŐPONT: június 8.

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉP SZINT Koordináta-geometria

Skaláris szorzat: a b cos, ahol α a két vektor által bezárt szög.

18. Kerületi szög, középponti szög, látószög

Koordinátageometria Megoldások

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉP SZINT. Koordináta-geometria

Egybevágóság szerkesztések

9. Tétel Els - és másodfokú egyenl tlenségek. Pozitív számok nevezetes közepei, ezek felhasználása széls érték-feladatok megoldásában

Geometriai alapfogalmak

Matematika 11 Koordináta geometria. matematika és fizika szakos középiskolai tanár. > o < szeptember 27.

Vetülettani és térképészeti alapismeretek

MATEMATIKAI KOMPETENCIATERÜLET A

Forgásfelületek származtatása és ábrázolása

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2010/2011-es tanév 1. forduló haladók III. kategória

Haladók III. kategória 2. (dönt ) forduló

Kártyázzunk véges geometriával

Hasonlósági transzformációk II. (Befogó -, magasság tétel; hasonló alakzatok)

Németh László Matematikaverseny, Hódmezővásárhely március 30. A osztályosok feladatainak javítókulcsa

Minden jó válasz 4 pontot ér, hibás válasz 0 pont, ha üresen hagyja a válaszmezőt, 1 pont.

5. házi feladat. AB, CD kitér élpárra történ tükrözések: Az ered transzformáció: mivel az origó xpont, így nincs szükség homogénkoordinátás

Egyenes mert nincs se kezdő se végpontja

1. megold s: A keresett háromjegyű szám egyik számjegye a 3-as, a két ismeretlen számjegyet jelölje a és b. A feltétel szerint

5 = hiszen és az utóbbi mátrix determinánsa a középs½o oszlop szerint kifejtve: 3 7 ( 2) = (példa vége). 7 5 = 8. det 6.

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2009/2010-es tanév első (iskolai) forduló haladók II. kategória

6. Függvények. 1. Az alábbi függvények közül melyik szigorúan monoton növekvő a 0;1 intervallumban?

Húrnégyszögek, Ptolemaiosz tétele

Hasonlóság. kísérleti feladatgyűjtemény POKG osztályos matematika

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2015/2016-os tanév 1. forduló Haladók III. kategória

Koordináta-geometria feladatok (emelt szint)

1. Középpontos tükrözés, középpontos szimmetria 146/1. a) 0; 3; 8; A;B;C; D; E;H; I; M; O; T; U; V; W; X; Y;Z. b) 0; H; I; N; O; S; X; Z

Érettségi feladatok: Trigonometria 1 /6

Számítások egy lehetséges betlehemi csillagra

Ellipszisekr½ol részletesen

Síkgeometria 12. évfolyam. Szögek, szögpárok és fajtáik

Bevezetés az elméleti zikába

Harmadikos vizsga Név: osztály:

Bevezetés a síkgeometriába

Feladatok MATEMATIKÁBÓL II.

Feladatok Elemi matematika IV. kurzushoz

A hiperbolikus síkgeometria Poincaré-féle körmodellje

3. előadás. Elemi geometria Terület, térfogat

Izsák Imre Gyula természettudományos verseny

Geometria 1, normálszint

Láthatjuk, hogy az els szám a 19, amelyre pontosan 4 állítás teljesül, tehát ez lesz a legnagyobb. 1/5

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK KÖZÉP SZINT Síkgeometria

GEOMETRIA. b a X O Y. A pótszögek olyan szögpárok, amelyek az összege 90. A szögek egymás pótszögei. b a

10. évfolyam, negyedik epochafüzet

Dobos Sándor és Hraskó András: Inverzió. Inverzió. 2. Adott egy kör a középpontjával, és még egy további pont. Szerkeszd meg az adott pont adott

Ismételjük a geometriát egy feladaton keresztül!

Feladatok a májusi emelt szintű matematika érettségi példáihoz Hraskó András

Ellipszis átszelése. 1. ábra

Koordináta-geometria feladatok (középszint)

20. tétel A kör és a parabola a koordinátasíkon, egyenessel való kölcsönös helyzetük. Másodfokú egyenlőtlenségek.

Koordináta-geometria alapozó feladatok

(d) a = 5; c b = 16 3 (e) b = 13; c b = 12 (f) c a = 2; c b = 5. Számítsuk ki minden esteben a háromszög kerületét és területét.

Ferde kúp ellipszis metszete

Mikroökonómia I. ELTE TáTK Közgazdaságtudományi Tanszék. 6. hét PREFERENCIÁK, HASZNOSSÁG 2. RÉSZ

25 i, = i, z 1. (x y) + 2i xy 6.1

Matematika osztályozó vizsga témakörei 9. évfolyam II. félév:

Feladatok. 1. a) Mekkora egy 5 cm oldalú négyzet átlója?

EGYBEVÁGÓSÁGI TRANSZFORMÁCIÓK TENGELYES TÜKRÖZÉS

A másod- és harmadfokú egyenletek nomogramjai

V. Békés Megyei Középiskolai Matematikaverseny 2012/2013 Megoldások 11. évfolyam

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2012/2013-as tanév első (iskolai) forduló haladók II. kategória

KOSZTOLÁNYI MIKE MATEMATIKA ÖSSZEFOGLALÓ FELADATGYÛJTEMÉNY ÉVESEKNEK MEGOLDÁSOK (II. KÖTET)

Hasonlóság 10. évfolyam

Matematika szóbeli érettségi témakörök 2016/2017-es tanév őszi vizsgaidőszak

Egybevágósági transzformációk. A geometriai transzformációk olyan függvények, amelyek ponthoz pontot rendelnek hozzá.

Háromszögek, négyszögek, sokszögek 9. évfolyam

Átírás:

Haladvány Kiadvány 2017.03.26 Egy tételr½ol, melyet Dürer majdnem megtalált Hujter Mihály hujter.misi@gmail.com A német reneszánsz legfontosabb alakjaként ismert Albrecht Dürer. Mivel apja (id½osebb Albrecht Dürer, azaz Ajtósi Albert) Magyaroszágon született (Gyula közelében), s½ot anyai nagyanyja is (Öllinger Kinga, Sopron), Dürer neve ifjabb Ajtósi Albert változatban is ismeretes a magyar nyelvterületeken.

Dürer egyik munkájában az ellipszisek egy matematikailag helyes (általa kifejlesztett) de nícióját adja. Adva van két koncentrikus kör, és a köztük lév½o körgy½ur½u egyenletesen változó sugarú koncentrikus körvonalakkal 12 körgy½ur½ure van osztva. A körgy½ur½uk tehát azonos szélesség½uek. Ha a két eredeti kör sugarát R és r bet½ukkel jelöljük, akkor tehát a 12 körgy½ur½u vastagsága egyaránt (R r)=12. Itt nyilván R > r > 0. A körvonalak közös középpontján átmen½o vízszintes egyenesen fel van mérve a közeppontból balra az R sugár, a középponttól jobbra az r sugár, továbbá az R+r hosszúságú vízszintes mely majd a de niálódó ellipszis hosszabbik tengelye lesz egyenletesen fel van osztva 12 részre, és mindegyik osztópontnál fel van véve egy-egy függ½oleges egyenes. Ha most a köríveket a nagyobb sugarútól a kisebbik irányában haladva megszámozzuk 0-tól 12-ig és a függ½olegeseket is megszámozzuk balról jobbra 0-tól 12- ig, akkor azt látjuk, hogy a 0 sorszámú fögg½oleges érinti a 0 sorszámú kört, az

i = 1; 2; :::; 11 sorszámú körvonal két pontban metszi az ugyanolyan sorszámú függ½olegest, és végül a 12 sorszámú kör érinti a 12 sorszámú függ½olegest. A két érintési pont és a 22 metszéspont adja meg az ellipszis elegend½oen s½ur½u kipontozását a papíron, hogy szabad kézi rajzzal körvonalazódhasson az ellipszis. Dürer korában még nem lézetett precíz matematikai analízis. Napjainkban már inkább így fogalmaznánk: valamely adott p és q pozitív számokra a vízszintesen

az R + r hosszúságú szakaszt osszuk fel p : q arányban, a jobbra lév½o, R r hosszúságú szakaszt pedig q : r arányban, majd az els½oként megadatt osztópontnál lév½o függ½oleges, és a másodikként megadaott osztópontnál lév½o körív metszéspontjait tekintsük! Miközben a p=q arány vátoztatjuk, ezek a metszéspontok befutják az ellipszis vonalát, nevezetesen az egyik fél elipszist a vízszintes tengely fölött, a másik fél elipszist a vízszintes tengely alatt, szimmetrikusan. Dürer eredeti ábrája azonban meglehet½osen pontatlan. A pontatlan ábrából Dürer azt a hibás következtetést vonta le, hogy az ellipszis tojás alakú, azaz a bal oldala kissé vastagabb, mint a jobb oldala. Pedig nagyon közel állt ahhoz a felfedezéshez, hogy az altala helyesen de niált ellipszis középpontosan is szimmetrikus. Dürer csak a vízszintes tengelyre való szimmetriát látta meg, azt helyesen. Dürer korának legjobban képzett geométere volt. Birtokolt egy Euklidesz-kötetet, és olyan valakit½ol tanulhatott geometriát, akinek az egész reneszánsz legnagyobb

matematikusa, Regiomontanus volt a mestere. S½ot Dürer ugyanabban a házban élt és dolgozott, ahol pár évtizeddel korábban Regiomontanus is m½uködött. Joggal feltételezhetjük tehát, hogy Dürer ismerte azt a régi geometria tételt, melyet a következ½o ábrával szemléltetünk. Itt egy kört látunk egy vízszintes átmér½ovel és egy mer½oleges fél húrral. (A mer½oleges húrt az átmér½o felezi.) A tétel azt állítja, hogy a félhúr hossza mértani közepe az átmér½o két darabja hosszának. Ez a tény a Thálesz-tétel és hasonlóságok alapján könnyen igazolható. Ha a függ½oleges húr azt a szerepet játsza, mint Dürer ábráján a függ½oleges, a kör pedig azt a kört, amelyik a Dürer ábráján a függ½olegesnek megfelel½o kör, akkor hol van az utóbbi ábránkon a függ½oleges húr? A p : q arányt értelmezzük úgy, mint az (1 t) : (1+t) arányt, ahol t tetsz½oleges valós szám, melyre 1 t 1! Ekkor az R sugarú sugarú kör bal oldali szélét½ol számítva a függ½oleges húr távolsága

nyilván ez: 1 t (R + r) 2 A vízszintes átmér½o teljes hossza pedig ez: 2R (1 t)(r r)

Most kiszámítjuk az utóbbi ábrán látható sötétkék és világoskék átmér½odarabok hosszát. A sötétkék átmér½odarab hossza ez: 1 t 2 (R + r) 1 t (R r) = r(1 t) 2 Ugyanakkor a világoskék darab hossza ez: 2R (1 t)(r r) r(1 t) = R(1 + t) Mindazonáltal a függ½oleges félhúr hossza mértani középként ez: q q r(1 t)r(1 + t) = Rr(1 t 2 ) Láthatjuk, hogy a végeredmény nem változik, ha a t helyére +t kerül. Megkaptuk tehát, hogy az ellipszis középpontosan is szimmetrikus, és a középpont a fent említett R + r hosszúságú vízszintes szakasz felez½opontja.

Mellékeredményként kijött az is, hogy az ellipszis hosszabbik féltengelye R és r számtani közepe, kisebbik féltengelye pedig R és r mértani közepe. Kimondhatjuk tehát azt a tételt, melyet már fél évezrede Dürer is megtalálhatott volna, ha nem vont volna le hamis következetést a pontatlan szerkesztéséb½ol: Tétel. Koncentrikus körök és egymással párhuzamos egyenesek révén de niálhatjuk az ellipszis vonalat úgy, hogy a körsugarak R értékr½ol egyenletesen csökkennek a r értékik, a párhuzamos egyenesek pedig egyenletesen sorakoznak a R sugarú kör érint½ojét½ol a r sugarú kört az ellenkez½o oldalon érint½o egyenesig, és az egymásnak megfelel½o körvonalak és egyenesek metszéspontjai szimmetrikusan az ellipszis két felét futják be. Az elipszis hosszabbik féltengelye R és r számtani közepe, kisebbik féltengelye pedig R és r mértani közepe.

A dolgozat végén megemlítjük, hogy Dürer ellipszis-konstrukciójának korrektsége könnyen kiolvasható Dürer eredeti ábrájából. Hivatkozások Magyar Wikipédia: Albrecht Dürer Albrecht Dürer: Mérések körz½ovel és vonalzóval [latinul], Nürnberg, 1525.