miércoles, 18 de septiembre de 2013

LA IMPOSIBILIDAD DE CONSTRUIR CURVAS CON REGLA Y COMPÁS

He considerado hablar sobre este tema porque gran parte del desarrollo del rigor matemático se vivió en la Grecia antigua cuando Euclides tomó la decisión de organizar una parte de los trabajos geométricos desarrollados hasta ese entonces; era inevitable que dentro de esta axiomatización tuviera en cuenta ciertos parámetros impuestos por los matemáticos de esa época, para Acevedo y Falk (1997) el más llamativo y excluyente era el parámetro que establecía que solo se consideraba objeto geométrico aquel que fuera construido con regla y compás, esta determinación condujo a que Euclides dejara a un lado otro tipos de trabajos geométricos que utilizaban artefactos para hallar soluciones a problemas que eran imposibles de solucionar utilizando exclusivamente regla y compás.

Imagén tomada de http://thales.cica.es


La geometría euclidiana fue una estructura matemática rígida, pues impedía el desarrollo de la matemática   en otro aspectos que no eran contemplados por Euclides, para González (1998) Los elementos de Euclides que establecen como paradigma un estilo sintético de exposición que oculta la vía heurística del descubrimiento, impulsa la geometría al margen de la aritmética, impide el desarrollo del álgebra en un sentido algorítmico y simbólico y limita la construcción de nuevas curvas mediante intersección de superficies o lugares geométricos definidos a través de relaciones  de áreas o longitudes, en forma de proporción y no en forma de ecuaciones.

Sin embargo, la geometría euclidiana y el uso de la regla y el compás evitaron de una forma exclusiva  el uso de artefactos mecánicos en la solución de problemas geométricos, la aceptación a soluciones mediante métodos diferentes al euclidiano, pero no podía evitar la aparición de los inconmensurables, la cual provocó en palabras de González (1998) una crisis de fundamentos, ya que no había ningún argumento, proposición o teorema que pudiera definirlos y/o utilizarlos en la solución  de algún problema. Es importante tener presente que la geometría de Euclides permitía sumar, restar, multiplicar, dividir, obtener raíces cuadradas de magnitudes, más de no de números lo cual trajo consigo como lo afirma González (1998), la separación entre aritmética y geometría.



A continuación se puede apreciar un vídeo donde el Pato Donald (personaje de Walt Disney) viaja en el maravilloso mundo de las matemáticas y encuentra las medidas inconmensurables  que fueron "descubiertas" por los pitagóricos, los cuales trataron de esconderlos del mundo. (para saber más acerca de el tema de los Pitagóricos ir a http://www.e-torredebabel.com/Balmes-Historia-Filosofia/Pitagoricos-H-F-B.htm )


 

Ahora bien, con la llegada de las magnitudes inconmensurables los geómetras griegos no podían reconocer, justificar ni trabajar con  número irracionales lo cual los condenó a realizar sus trabajos geométricos en el conjuntos de los número racionales positivos, porque como aclara González (1998) a ninguna magnitud puede asociarse una unidad negativa. Sin embargo, no se quiere afirmar que los griegos trabajaron con este tipo de números, sino que las magnitudes con las cuales trabajaban cumplían ciertas condiciones; y este hecho, produjo un abismo entre los trabajos realizados mediante magnitudes continuas y los trabajos realizados mediante números, ya que no encontraron una forma de relacionarlos.



Al no poder trabajar con magnitudes inconmensurables y con números irracionales se obtiene una de las principales razones de porque los griegos que trabajan bajo la geometría euclidiana no podían construir curvas diferentes a la circunferencia con regla y compás. Por ejemplo: al querer construir una parábola con regla y compás se pueden obtener puntos que pertenezcan a  una parábola pero al momento de unir los puntos bajo los postulados impuestos por Euclides no se obtendría la curva deseada, es decir, teniendo en cuenta el plano cartesiano, si se tienen en cuenta exclusivamente los postulados de Euclides, la parábola no sería una curva si no una unión de rectas "largas", puesto que solo se pueden hallar unos cuantos puntos pertenecientes a una parábola. 

Esta imagen refleja lo dicho en el párrafo anterior

Entendiendo postulado como una proposición fundamental de un sistema deductivo que no es evidente por sí misma, pero que tampoco puede ser demostrada, Según González (1998)   Euclides establece en su libro I cinco postulados en los cuales basa toda su geometría estos son:

1.       Una línea recta puede ser dibujada uniendo dos puntos cualesquiera.
2.      Un segmento de línea recta se puede extender indefinidamente en una línea recta.
3.      Dado un segmento de línea recta, puede dibujarse una circunferencia con cualquier centro y distancia.
4.      Todos los ángulos rectos son iguales entre sí.
5.      . Si una línea recta corta a otras dos, de tal manera que la suma de los dos ángulos interiores del mismo lado sea menor que dos rectos, las otras dos rectas se cortan, al prolongarlas, por el lado en el que están los ángulos menores que dos rectos.

Y con estos la geometría euclidiana se ata al uso de la regla y el compás, ya que el postulado 1 hace referencia al uso de la regla y el postulado 3 al uso del compás; y de paso deja establecido que la única curva posible de construir sería la circunferencia, puesto que todos los puntos pertenecientes a una circunferencia si pueden ser unidos mediante el uso de estos instrumentos.
 
He aquí otras de las razones por las cuales es imposible construir una curva diferente a la circunferencia con regla y compás, el problema del continuo y la densidad de los números racionales, no permiten que existan construcciones con regla y compás que contengan todos los puntos pertenecientes a una curva a excepción de las rectas y circunferencias.



Continuara..