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Geometría axiomática y no euclidea




Enviado por jualpa




    1.
    Introducción

    2. Los cinco postulados de
    euclides

    3. Geometría no
    euclideanas

    4. Compatibilidad
    5.
    Bibliografía

    1.
    Introducción

    Trabajo presentado como una contribución para
    mejorar la calidad de la
    Enseñanza de la Matemática, problema fundamental en
    la
    Educación Venezolana. La Geometría
    se toma como ejemplo para muchas ramas de la Matemática,
    que este trabajo indique el camino a seguir, en la
    preparación de las futuras generaciones de estudiantes que
    quieran profundizar en el estudio de la Geometría. Se
    contempla un resumen de los postulados de Euclides, proposiciones
    equivalentes al V postulado de Euclides, así como los
    aspectos mas importantes de los creadores universales antes y
    después de Euclides.

    Finalmente se presenta la bibliografía para aquellos
    estudiantes que quieran enriquecer con mas conocimientos con los
    tópicos que han significado el avance de la
    matemática cuando se creía que el hombre
    nunca superaría culturas de otras
    civilizaciones.

    2. Los cinco
    postulados de euclides

    Se puede trazar una línea recta que pase por dos
    puntos.
    Se puede prolongar una línea recta indefinidamente a
    partir de una recta finita.
    Se puede trazar una circunferencia con centro y radio dado.
    Todos los ángulos rectos son iguales.
    Si una línea recta que corta a otras dos rectas forma de
    un mismo lado con ellas ángulos interiores cuya suma es
    menor que dos rectos, las dos últimas rectas prolongada
    indefinidamente se cortan del lado en que la suma de los
    ángulos es menor que dos rectos. 

    Cinco Proposiciones Equivalentes Al Quinto Postulado De
    Euclides

    Autor

    Postulado

    Legendre

    Existe un Triángulo en el cual la suma de
    sus tres ángulos vale dos rectos.

    Laplace

    Saccheri

    Existen dos Triángulos no congruentes,
    con los ángulos de uno respectivamente iguales a
    los ángulos de otro.

    Gauss

    Si k un entero cualquiera, existe siempre un
    Triángulo cuya área es mayor que
    k.

    Bolyai

    Por tres puntos no alineados pasa siempre una
    circunferencia.

    Proclo

    Dos rectas paralelas entre si están a
    distancia finita.

    3. Geometría no
    euclideanas

    (Aspectos Generales)

    Representante: GAUSS, K. F. (1777 –
    1855)

    Nació en Alemania,
    Gotinga. Formuló una Geometría que llamó NO
    EUCLIDEANA. Se dio cuenta de la naturaleza
    intrínseca de las dificultades de demostrar el quinto
    postulado. La hipótesis que formuló es que "La
    suma de los ángulos (de un Triángulo) es menor que
    180° conduce a una Geometría muy curiosa". Esta
    Geometría es completamente consistente. En su época
    consideró en una carta a un amigo
    (Taurinus, F. A.) que los teoremas eran paradójicos y,
    para los no iniciados, absurdo, aunque con un poco de
    reflexión no tienen nada de imposible.

    Representante: BOLYAI, W.

    Nació en Hungría, compañero de
    Gauss en la Universidad de
    Gotinga. Realizó una demostración del quinto
    postulado de Euclides que luego, Gauss invalidara al darse cuenta
    de un error en dicha demostración. Publicó dos
    volúmenes de un tratado de Geometría en 1832
    – 1833, pero su mayor contribución fue su hijo
    JOHANN BOLYAI.

    Representante: Johann Bolyai

    Hijo del Geómetra Húngaro Wolfgang Bolyai,
    estudió las consecuencias que se derivan de negar el
    Postulado quinto, suponiendo que no existe ninguna Paralela.
    Utilizó la formulación de PLAYFAIR del quinto
    Postulado, es decir, que existen mas de una. Usó la
    Hipótesis del
    Ángulo Agudo de SACCHERI, aunque diferían en sus
    planteamientos, ya que, BOLYAI sabía que estaba
    desarrollando una nueva Geometría. Este joven
    Matemático escribió un Apéndice de 26
    páginas al tratado de su padre, donde plasmaba las
    investigaciones de 10 años. Destaco que
    GAUSS al recibir este Apéndice abandonó sus
    investigaciones de escribir sus propios resultados producto de 30
    años, cuestión que decepcionó al joven, sin
    embargo, en una carta escrita por GAUSS a su amigo G. I. GERLING,
    dice: "Considero al joven Geómetra BOLYAI un genio de
    primera fila", porque todos estos resultados coinciden con los
    que obtuve hace mucho tiempo.

    Representante: N. I. Lobachevsky

    Nació el 20 de Noviembre
    (1de Diciembre según el estilo nuevo) de 1792 en Rusia.
    Profesor en la Universidad de Kasán. Publicó sus
    resultados en el año de 1829 y junto a BOLYAI y GAUSS se
    encuentra la creación de la llamada GEOMETRÍA
    HIPERBÓLICA nombre dado por FELIX KLEIN.

    Destaco que los representantes anteriores están
    presentes en una primera etapa en el desarrollo de
    la Geometría no Euclideana, exponiendo los aspectos mas
    importantes de cuatro grandes Geómetras de la humanidad
    como lo son: Los BOLYAI, GAUSS y LOBACHEVSKI, sin embargo en los
    siguientes representantes reflejo lo mas resaltante de las obras
    de tres Matemáticos que considero fundamentales en el
    desarrollo universal de la Geometría, uno de la
    época de BOLYAI, GAUSS y LOBACHEVSKI y los otros dos de la
    segunda parte en el desarrollo de la Geometría no
    Euclideana.

    Representante: G. Saccheri

    Nación en Italia, profesor
    de Matemáticas en la Universidad de Pavia. Fue
    quien dio un resultado mas elaborado en la demostración
    del Quinto Postulado y que ha tenido mayor alcance en sus
    consecuencias.

    Su gran obra, un tratado de Geometría Euclideana
    que publicó en 1733, de la cual no hay indicio de que
    BOLYAI, GAUSS ni LOBACHEVSKI la hallan leído, ya que,
    tenía la formulación de tres Hipótesis dos
    de las cuales demostró y una que escudriñó
    para encontrar una contradicción que nunca llegó.
    Estas Hipótesis las señalas en su
    "demostración" del Quinto Postulado.

    "Los Ángulos del Vértice son
    Ángulos Rectos", la cual es una consecuencia del Quinto
    Postulado.
    "Son Ángulos Obtusos": que resultó ser
    contradictoria.
    "Son Ángulos Agudos" nunca llegó a demostrarla a
    pesar de haber obtenido mucho resultados
    extraños.

    Aunque no está muy claro una conclusión
    que se encuentra en su obra, ya que, su intento es claro y
    lógico por demostrar el Postulado V en encontrar una
    contradicción en la hipótesis de la Ángulo
    Agudo. Mas que todo su conclusión era en contra de la
    propia naturaleza de la Línea Recta, desarrollando,
    así lo que llama el autor en el capítulo "un nuevo
    mundo". Investigaciones que realizó sin darse cuenta. En
    otro orden de idease desempeñaba como Sacerdote Jesuita,
    pues en tiempo no se podía decir las cosas a la ligera, si
    los resultados eran contradictorios con los que tenían el
    poder, esto se
    pagaba con la vida.

    Representante: Felix Klein (1849 –
    1925)

    Nació en Alemania, dio el nombre a las
    geometrías no euclideanas como se conocen en la
    actualidad. La geometría original de Saccheri, Gauss,
    Bolyai Y Lobachevski las llamó geometría
    hiperbólica; la geometría sin paralelas
    (hipótesis del ángulo obtuso) se llamó
    geometría elíptica. A la geometría euclidea,
    la llamó parabólica.

    Representante: A. Cayley (1821 – 1895)

    Nació en Inglaterra.
    Usó las mismas terminologías conjuntamente con
    KLEIN, en el tratamiento Proyectista en la Geometría no
    Euclideana motivado por el hecho de que el número de
    puntos del Infinito en una Recta es dos, uno o ninguno, es decir;
    sea la Hipótesis 1. ), 2. ) o 3. )
    respectivamente.

    4.
    Compatibilidad

    Finalmente llamo la atención, el hecho de que EUCLIDES fue
    liberado de haber cometido errores en la creación de la
    Geometría que aún hoy la utilizamos como punto de
    referencia en la interpretación de manera aproximada de
    nuestra realidad, ¡Claro!, siempre y cuando se utilice con
    fines pedagógicos en la Enseñanza en la Educación de nuestros
    Alumnos.

    En realidad hoy día contamos con trabajos
    realizados por eminentes Físicos como el alemán
    ALBERT
    EINSTEIN, con su trabajo de la Relatividad Especial presenta
    un tratado sobre los Invariantes del Grupo de
    LORENTZ por lo que se le puede catalogar una Geometría al
    estilo de FELIX KLEIN. El espacio donde se desarrolla esta
    Geometría es el Espacio – Tiempo de Cuatro
    Dimensiones, introducido por el científico alemán
    HERMANN MINKOWSKI en una conferencia que
    se efectuó el 21/07/1908 ante la asamblea de Naturalistas
    y Médicos alemanes en Colonia.

    El Físico STEPHEN HAWKING del Reino Unido, con su
    teoría
    consiguió una síntesis
    genial de la Relatividad General de EINSTEIN y la Mecánica Cuántica que eran teorías
    irreconciliables. Dijo HAWKING: "La Mecánica
    Cuántica admite que una partícula escape de un
    Agujero Negro, algo que no admitía en cambio la
    Teoría General de la Relatividad de EINSTEIN". Como vemos
    explicaron "el origen de universo" al
    proponer las mismas Geometrías, que nos acercan mucho a
    que comprendamos la "propia realidad".

    Sin embargo, a pesar de la s variedades y formas es
    posible demostrar que existe compatibilidad entre las diferentes
    Geometrías, así lo hace saber el Geómetra
    Italiano EUGENIO BELTRAMI en un artículo, donde
    señala: "que la Geometrías no Euclideanas. como
    Geometría sobre ciertas clases de superficies en el
    Espacio Euclideo Tridimensional. Por tanto, las propiedades
    paradójicas de la nueva Geometría se dan de hecho
    en esas superficies y, así una incompatibilidad en la
    nueva Geometría representa también una
    incompatibilidad en la Geometría Euclideana".

    Platón, Kant, Mach Y
    Einstein

    La Matemática considerada desde dos puntos de
    vista. Uno de ellos, que arranca de PLATÓN,
    estima que los resultados Matemáticos representan verdades
    eternas. El Filósofo alemán KANT usó de la
    doctrina de PLATÓN a modo de vara para fustigar a los
    materialistas contemporáneos suyos. KANT creyó que
    las verdades de la Geometría eran eternas y enteramente
    independientes de nuestros órganos sensitivos. Pero KANT
    escribía con anterioridad a que los Biólogos
    descubriesen que uno de los órganos sensitivos, que forma
    parte del conjunto llamado oído
    interno, es sensible a la atracción de la gravedad.
    Posteriormente a este descubrimiento, cuya significación
    reconoció plenamente, y primero que nadie, el
    físico alemán MACH, la Geometría del tiempo
    de KANT se derrumbó por obra de EINSTEIN. No reside ya en
    el firmamento, donde la relegó PLATÓN. Sabemos que
    los enunciados Geométricos son solamente verdades
    aproximadas cuando se aplican a la realidad de nuestro mundo. La
    Teoría de la Relatividad de EINSTEIN ha sido
    verdaderamente transformadora para los Matemáticos, y
    ahora de moda decir que
    los Matemáticas son sólo un pasatiempo. Por
    supuesto que esta afirmación, no afecta en nada a los
    Matemáticas, y únicamente nos informa de las
    limitaciones culturales de algunos
    Matemáticos…

    Este fragmento fue tomado del Libro de L.
    HOGBEN titulado "La Matemática en la Vida del Hombre" y nos
    ayuda un poco a comprender la evolución de la Geometría entre el
    pasado y el futuro (Páginas 32 y 33), de igual forma
    señalo la importancia de la axiomática de la
    Geometría que sirve como ejemplo para las hoy consagradas
    ramas de la Matemática, como son EL ÁLGEBRA y
    ANÁLISIS, debido a los grades progresos
    después de EUCLIDES, en manos de BERTRAMI, SACCHERI,
    BOLYAI, GAUSS, LOBACHEVSKI, KLEIN, CAYLEY y otros que se me
    escapan de la
    memoria.

    5.
    Bibliografía

    Finalmente para profundizar en el tema remito a los
    siguientes libros:
    Blumenthal, L. M. "Geometría Axiomática".
    Hogben, L. "La Matemática en la Vida del Hombre".
    Smogorzhevski, A. S. "Acerca de la Geometría de
    Lobachevski".
    Smogorzhevski, A. S. "La Regla en Construcciones
    Geométricas".
    Boltianski, V. G. "Figuras Equivalentes y Equicompuestas".
    Kostovski, A. N. "Construcciones Geométricas Mediante un
    Compás".
    Revistas: "N° 100 Muy Interesante y N° 134 Conocer".
    H. Vázquez B. "Cinemática
    de la Relatividad Especial, Manual UTEHA
    N° 318. México
    1895".
    Stephen Hawking y su Historia del tiempo. El ser
    Humano, su Teoría y su Crítica. Comentarios del
    autor. Revista On /
    Off. Globus Comunicacion, S. A. 1993. Madrid. España.

      

     

     

    Autor:

    Julio Alberto Pacheco Gerdel

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