11La demostración La demostración en matemáticas (geometría)

Transcripción

1 L demostrión en mtemátis (geometrí) ág. 1 Tl vez los lumnos y lumns hyn demostrdo, en lgun osión, lgun fórmul o lgun propiedd mtemáti, o hyn ontempldo su demostrión. omo semos, pr ellos, el proeso no es muy senillo. En ls próxims págins se v nlizr en qué onsiste un propiedd mtemáti y uáles son ls rterístis de un demostrión. demás, se ofree un demostrión senill de un propiedd de nturlez geométri y se reomiend, omo tividd, el demostrr lguns otrs. unque se hn esogido ejemplos espeilmente senillos y onitos, est prte de demostrión puede que solo resulte útil quellos estudintes que sen lgo fiiondos ls mtemátis o que se esfueren onsiderlemente en entenderl y prtirl fondo.

2 ág. ropieddes mtemátis Ls mtemátis están plgds de propieddes, es deir, reliones entre distintos elementos que se verifin en sos perfetmente determindos. vees se ls llm leyes y, otrs vees, teorems. ontinuión ponemos lguns. I. n n = ( ) n II. Si dos números son múltiplos de n, entones su sum tmién lo es. III. Los puntos de l meditriz de un segmento equidistn de sus extremos. IV. Teorem de itágors Si es l hipotenus de un triángulo retángulo y, son sus tetos, entones se verifi que = +. Tods ls propieddes mtemátis tienen un estrutur similr: HIÓTESIS NDIINES REVIS TESIS NLUSIÓN Vemos, omo ejemplo, ómo se enunirín ls propieddes II y III de rri según est estrutur: y son múltiplos de n + es múltiplo de n es un punto de l meditriz de (es deir, l perpendiulr desde ort l segmento en su punto medio). = En muhos sos, l propiedd se onfunde on l tesis. Es el so I. En est propiedd l hipótesis podrí ser: y son números rionles y n es un número nturl. El símolo, que se lee impli, signifi que lo que hy su dereh es onseueni lógi (se dedue) de lo que hy su izquierd. L onsttión de este heho, es deir, l den de rgumentos por l ul se ve que de l hipótesis se dedue l tesis, es lo que se llm demostrión de l propiedd. tividd 1. Enuni ls propieddes I y IV medinte l estrutur HIÓTESIS TESIS.

3 En qué onsiste un demostrión Vemos lguns demostriones pr nlizr sus rterístis. ág. 3 Demostrión de l propiedd I n n = ( ) ( ) = ( ) ( ) ( ) = ( ) n n vees n vees n vees En d trnsformión se h plido un propiedd. En l primer y en l terer se h tenido en uent, senillmente, l definiión de poteni. ero en l segund, pr romper préntesis y regrupr, se plin ls propieddes soitiv y onmuttiv de l multipliión. Demostrión del teorem de itágors Est demostrión y l hrás visto en lgún liro de texto, oservndo que si en d uno de los udros grndes suprimimos utro triángulos, quedn áres igules. Sin emrgo, pr pror que el áre que qued l dereh es tendrímos que estr seguros de que el ángulo señldo on un fleh es de 90. Esto se demuestr viendo que los otros dos ontiguos y sumn 90 porque = 180. En est demostrión se h tenido en uent que l sum de los ángulos de un triángulo es 180. En generl, pr efetur un demostrión hemos de her un serie de rzonmientos que permitn ver que siempre que ourre lo que die l hipótesis tiene que ourrir lo que firm l tesis. En esos rzonmientos se utilizn definiiones y otrs propieddes que y se dn por sids. En ls próxims págins vs enontrr vris propieddes mtemátis (de ritméti, álger, geometrí y estdísti). Ls demostriones se efetún metiulosmente. Se pretende que ls omprends y pliques minos preidos pr demostrr ls que se te proponen más delnte. Es muy importnte que siempre tengs muy lro uál es l hipótesis, uál l tesis y qué propiedd plis en d pso de tu rgumentión. tividd 1. Intent demostrr ls propieddes II y III.

4 Demostrión de propieddes geométris ág. 4 ropiedd de ls medins Ls tres medins de un triángulo se ortn en un punto (el rientro). Vmos demostrrlo en dos etps. rimer propiedd El punto en el que se ortn dos medins divide ests en dos segmentos, uno de los ules es dole que el otro: = ' = ' Demostrión ' ' '' es l prlel medi en el triángulo. 1 or tnto, ''// y '' =. Tommos M y N, puntos medios de y, respetivmente. MN es l prlel medi ' de en el triángulo. 1 or tnto, MN// y MN =. M ' N Hemos prodo que '' y MN son igules y prlelos. or tnto ''NM es un prlelogrmo. or ser ''MN prlelogrmo, sus digonles se ortn en su punto medio. M = ' N = ' or tnto: = ', = ' ' ' Segund propiedd Ls tres medins se ortn en un punto. M N tividdes 1. Repite l demostrión nterior justifindo d pso e identifindo ls propieddes que se utilizn (por ejemplo: el segmento que une los puntos medios de los ldos de un triángulo es prlelo l otro ldo prlel medi y su longitud es l mitd).. Demuestr l segund propiedd (ls tres medins se ortn en un punto) teniendo en uent que l terer medin ort d un de ls nteriores en un punto que umple l primer propiedd.

5 Ángulo insrito en un irunfereni ág. 5 Un ángulo insrito en un semiirunfereni es, neesrimente, reto. Reformulmos el enunido. HIÓTESIS TESIS está en un semiirunfereni de diámetro = 90 Trzmos el rdio. omo, y son rdios de un irunfereni, son igules entre sí. or tnto, los triángulos y son isóseles. β + β β β or ser isóseles, el triángulo tiene igules los ángulos  = ˆ =. nálogmente, en es ˆ = ˆ =. omo los ángulos de un triángulo sumn 180, tenemos: + ( + ) + = = 90 Es esto lo que querímos demostrr. r her est demostrión hemos tenido que her uso de dos propieddes: Si un triángulo tiene dos ldos igules, entones sus ángulos opuestos tmién son igules. L sum de los ángulos de un triángulo es 180.

6 tividdes ág. 6 Demuestr ls siguientes propieddes: 1. Repite l demostrión nterior justifindo d pso.. serv l figur de l dereh. Demuest que si M es un diámetro entones =. M β N 3. Demuestr que l sum de los ángulos de un triángulo es 180. Indiión: trz por uno de los vérties un ret prlel l ldo opuesto. serv los ángulos que se formn. 4. r es l isetriz de  y s l isetriz de ˆ. r y s se ortn en I; Q ps por I y es prlel. Demuestr que Q = + Q. Indiión: rue que 1ˆ = ˆ y ˆ = 3ˆ. ˆ 1ˆ ˆ3 r I s Q 1. Si el áre de un triángulo retángulo es l urt prte del udrdo de l hipotenus, entones el triángulo es isóseles. yud: El áre de un triángulo retángulo de tetos y es..,, son los ldos opuestos los vérties,,, respetivmente. R rue que = +. Q yud: Ls tngentes trzds desde un punto un irunfereni son igules. 3. En un triángulo retángulo l isetriz del ángulo reto es tmién isetriz del ángulo que formn l ltur y l medin trzd desde ese vértie. yud: Rzon que son igules los tres ángulos designdos en l figur por. De est iguldd se dedue que es isetriz del ángulo formdo por h y m. h m