Słowa w ordynku. Słowa w ataku i w obronie. Pomieszane. Refrakcja słów w stali i w wodzie. Odbicia słowne i zwidy. Ład i gładkość. Spazmy i erupcje. Kojący wpływ soku z passion fruit. Od rzeczy i do rzeczy. Krótko mówiąc. Ostatnie słowo. Na początku był skowyt.
Blog > Komentarze do wpisu
Kąt wpisany i kąt środkowy

Pozytywnie

Powiązanie tych dwóch kątów opartych na jednej cięciwie było parę razy tu wspominane, jako jedno z trzech podstawowych narzędzi geometrii (dwa inne to twierdzenie Pitagorasa i „twierdzenie”, a raczej aksjomat Talesa). Proponuję tu odmienne wyprowadzenie  związku między nimi.

1. Jeśli czworobok jest wpisany w okrąg, sumy miar jego przeciwległych kątów są równe sobie (i wynoszą π).


2. Jeśli mam kąt k wpisany w okrąg, mogę „dorobić” trzem punktom jakikolwiek czwarty poniżej cięciwy i ten drugi kąt oparty na tej samej cięciwie mierzy π-k. Poruszając wierzchołek pierwszego kąta nie zmieniam kąta (sumy zawsze wynoszą π). To pokazuje, że wszystkie kąty powyżej cięciwy oparte na niej są sobie równe.


3. Połowa kąta wpisanego „wiszącego” nad środkiem cięciwy po podwojeniu mierzy tyle, co połowa kąta środkowego. A więc kąt środkowy jest dwa razy większy niż kąt wpisany.


Neutralnie

To jest i nie jest odmienne od zwyczajowego dowodu. Używam tych samych dwóch klocków: twierdzenia, że suma trzech kątów trójkąta to π – i twierdzenia, że jeśli w trójkącie są dwa równe boki, to są dwa równe kąty. (Przy okazji, w tradycji anglosaskiej to właśnie jest nazywane twierdzeniem Talesa. U nas kiedyś nazywano to z łaciny pons asinorum).

Z drugiej strony, przeprowadzenie wywodu idzie inną ścieżką, dowodzi najpierw równości wszystkich kątów wpisanych opierających się „u dołu” na tej samej cięciwie – i unika rozpatrywania trzech przypadków (gdy kąt wpisany pokrywa czyli zawiera kąt środkowy, gdy „źle” się spotykają i gdy cięciwa jest średnicą.

Skrócenie ilości kroków bez czynienia trudniejszymi tych, które się ostają, może powiększyć frakcję osób, które zechcą wdać się w taki spacer.

Negatywnie czyli obsobaczająco

Zawsze używałem owego dowodu z trzema przypadkami ale mi się to znudziło. Zerknąłem do wielu źródeł w Sieci i nie ma wątpliwości, że nauczanie matematyki staje się podobne do musztry wojskowej, ale weselszej, bo z użyciem komputera z appletami. Króciutko zrelacjonuję co widziałem w wikipediach. Inne źródła zaskakująco często kopiują owe ze swoich języków.

Opowiadanie „jest bo jest (na ogół z masą niepotrzebnych zawikłań i rozsiewaniem symboli jakby alfabety miały literki na zbyciu) pojawia się w wikipediach en, pt, ru. Przyzwoicie (tradycjonalnie) dowód jest przeprowadzony we francuskiej oraz niemieckiej. Nieprzyzwoicie jest w polskiej, bowiem oprócz łatwego do usunięcia ale niemiłego „przeliterowania się” (przy sumowaniu kątów sumy nie zgadzają się z obrazkiem) jest też niezauważalny może dla laika ale nieusuwalny błąd w stwierdzeniu, że z przypadków pierwszego i drugiego wynika trzeci (co jest trzecim rodzajem prawdy, w klasyfikacji ks. Tischnera).

środa, 26 maja 2010, andsol-br
TrackBack
TrackBack URL wpisu:
Komentarze
Gość: Wiesiek, ici2.internetdsl.tpnet.pl
2010/05/26 10:33:12
Andsol,
a jak bardzo obsobaczyłbyś to:
forum.matematyk.edu.pl/viewtopic.php?f=150&t=516
-
2010/05/26 17:11:04
@Wiesiek: Znajomy rysunek. Tak właśnie odkryłem (nie wiem, czy to dobre słowo) ten związek kątów wpisanego i środkowego w szkole podstawowej. Naiwnie myślałem, że wpadłem na coś nowego, ale mój nauczyciel matematyki wyprowadził mnie z błędu dotyczącego nowości mojego odkrycia. Chociaż dla mnie to była nowość. :)
-
2010/05/26 17:15:31
Wieśku, nie obsobaczam wszystkiego jak leci, tylko po to, żeby się wyżyć. Źle mówię o paru dokumentach (na ten sam temat) z wikipedii, bo zasługują na to. Co do Twojego projektu, jest miły i znany, ale dotyczy innego pytania. Zakładasz, że masz kąt k w trójkącie prostokątnym (stanowiącym połowę prostokąta), i dostrzegasz, że kąt w jego środku jest dwa razy większy. Nie używasz tu faktu, że kąt jest wpisany w okrąg i ograniczasz się do kąta, który jawi się właśnie w prostokątnym trójkącie. Jeśli inne przypadki sprowadzasz do tego, trzeba Ci będzie pokazać jak to robisz. A wtedy już nie będzie tylko wezwania "patrz!" :)

Ponadto, jeśli zaczniesz tylko od trójkąta prostokątnego i użyjesz jego przeciwprostokątnej jako średnicy do zakreślenia okręgu, będziesz musiał użyć konstrukcji z eseju Lockharta, przypomnianego niedawno przez tichego.
-
2010/05/26 21:40:11
Z psiego punktu widzenia te wszystkie dowody to jest mały pikuś. Niech mi któryś matematyk udowodni, że potrafi zwinąć ogon w okrąg, to dopiero pogadamy. ;)
-
2010/05/26 21:54:13
Pozwolę się wtrącić, bo może nie jest do końca jasne, co andsol wyprawia z tymi kątami.

Odwołajmy się do codziennych doświadczeń, choć te się rożnią od człowieka do człowieka. Pierwsze, to dla tych co robią zakupy w hyper/super markecie z pomocą listy zakupów przygotowanej przez małżonka lub małżonkę. Bez wątpienia, sa gorsze i lepsze zakupów. Kazdy sklep wymaga innej, bo każdy ma swoją harmonię lub jej własne pokićkanie. Najgorsza jest taka lista utworzona na zasadzie "co mi się przypomni", bo trzeba z nią biegac od jednego krańca sklepu do drugiego, a gdy się dojdzie do kasy, po odstaniu w kolejce, wychodzi, że czegoś się zapomniało.

Co innego, lista zakupów oparta na zasadach harmonii. Oto poruszamy się ruchem przeciwnym (lub zgodnym) do ruchu wskazówek zegara, oscylując między półkami odpowiednio, i pełny izomorfizm między tym co na półkach i co na liście jest realizowany. Czyż nie jest to wtedy piękne? Koniec listy zbiega się z końcem zakupów, i wcale niezmęczeni, lub wrecz naładowani poczuciem porządku wszechświata, udajemy się do domu.

Te przedstawienia z angielskiej i francuskiej wikipedii sa niemal identycznie, z dokładnością do liczby użytych literek - IMHO, eleganciej w angielskiej wersji. W wresji francuskiej twierdzenie jest wysłowione wprost, nawet ujęte w ramkę. W angielskiej, jest kupa zdań - jakby zdań rzuconych na kupę, i dla niewprawnego oka niejasne jest, którego zdania dwód dotyczy.

Jednak, przypominają one te listy zakupów, które - choć poprawne - są pokićkane. Ddoatkowo, trzeba rozważać przypadki, a jeden z nich jest omówiony tylko z grubsza. Niemniej, istnienie przypadków jest wyraźnie napisane.

Polski wikiwpis z kolei przypomina listę, z której oddarto znaczną część. To co jest, jest w porządku, choć poplamione, ale gdzie u licha jest ten oddarty kawałek?

Zazwyczaj - "klasycznie" - najpierw wyprowadza się i dowodzi twierdzenie o podwojeniu kąta, a potem wywodzi się z niego inne, na przykład, o równości miar kątów opartych na tym samym łuku okregu.

Co andsol robi? Niby tylko zmienia kolejność. To ostatnie staje się tym pierwszym. Dzięki temu rozważanie przypadków jest niepotrzebne. Z kolei, to "pierwsze" andsol wywodzi z własności "przed-pierwszej" - iż naprzeciwległe miary kątów w czworokącie wpisanym w okrag sumują się do 180 stopni.

Tak, to wynika z wcześniejszego (niewspomnianego) tw, iż suma miar kątów wewnętrznych czorokąta wynosi 360, a to dopiero z tego, iż suma kątów w trójkącie wynosi 180 stopni. Ale przejście od jednego do drugiego jest gladkie, bezbolesne, i harmonijne.

I w tym rzecz - w harmonii. Gdybym się znał na muzyce lepiej niż na zakupach, piękniejszą analogię bym skonstruował. Tyle, co słowami laika - nie każde zestawienie nut jest przyjemne dla ucha, a jedne są przyjemniejsze niż inne.
-
2010/05/27 18:26:13
Zacny dogtorze Bobiku, matematyk, owszem, udowodni, że pies nie potrafi zwinąć ogona w okrąg. Po zwinięciu psi ogon ma koniec? Ha, okrąg nie ma końca, czyli to nie jest dobra robota.

Ponadto, nie chcę się chwalić, ale gdy matematyk jest życzliwie do świata nastawiony, używa po prostu handwaiving.