ارشمیدس و روش اِفناء

ارشمیدس (212-287 پیش از میلاد)، دانا به همه ی دانش های زمان خود، برای محاسبه ی مساحت ها و حجم های روشی را به کار برد که از بعضی جهت ها همانندی زیادی با حسابان کنونی دارد و در واقع پیشینه ی حساب انتگرال
سه‌شنبه، 26 شهريور 1392
تخمین زمان مطالعه:
موارد بیشتر برای شما
ارشمیدس و روش اِفناء
 ارشمیدس و روش اِفناء

نویسنده: ملچر فوبز
مترجم: عبدالحسین مصحفی



 
ارشمیدس (212-287 پیش از میلاد)، دانا به همه ی دانش های زمان خود، برای محاسبه ی مساحت ها و حجم های روشی را به کار برد که از بعضی جهت ها همانندی زیادی با حسابان کنونی دارد و در واقع پیشینه ی حساب انتگرال به شمار می آید. او در نامه ای به اراتستن «قانون اهرم» را برای دستیابی به قاعده ای جهت محاسبه ی حجم ها و مساحت ها شرح می دهد، اما آن گاه که می خواهد دلیل بباورد «روش افناء» را به کار می برد تا اثباتی را بیان کند که هماهنگ با شیوه های استدلال منطقی آن زمان دقیق و بدون ایراد باشد. خواننده می داند که یونانی ها در روبه رویی با مسئله ی محاسبه ی مساحت دایره به این قضیه دست یافتند که مساحت دایره حد مساحت های چند ضلعی های محیط و محاطی آن است هرگاه تعداد ضلع های آن ها به تصاعد هندسی زیاد و زیادتر شود. اثبات این قضیه با روش افناء میسر شد.
ارشمیدس روش افناء را برای مسئله هاو قضیه هایی دیگر مربوط به مساحت ها و حجم ها به کار برد، از جمله برای اثبات این حکم که مساحت یک قطعه از سهمی چهار سوم مساحت مثلث محاط در آن است
ارشمیدس و روش اِفناء
ارشمیدس و روش اِفناء . شکل [12]-1 یک سهمی با رأس A، کانون F و وتر ارشمیدس و روش اِفناء را نشان می دهد. این وتر در نقطه ی B بر محور سهمی عمود است. بنابر تعریف، سهمی مجموعه ی نقطه های P است به گونه ای کهارشمیدس و روش اِفناء و به زبان امروزی و نسبت به محور عرض های AB اگر P(x,y)، آن گاهارشمیدس و روش اِفناء . ارشمیدس ثابت کرد مساحت این قطعه از سهمی [=ناحیه ای از صفحه که به منحنیارشمیدس و روش اِفناء چهار سوم مساحت مثلث مثلثارشمیدس و روش اِفناء است و بنابر تقارن شکل، مساحت ناحیه ی بین کمان AC و دو پاره خط AB و BC چهار سوم ارشمیدس و روش اِفناء (1) است. ارشمیدس از M وسط BC و ازارشمیدس و روش اِفناء وسط های MC و MB خط هایی موازی با AB رسم کرد که با کمان AC از سهمی به ترتیب در
ارشمیدس و روش اِفناء برخورد کردند. آن گاه مساحت مثلث ACD را از مساحت قطعه ی سهمی کم کرد و آن را به مساحت مثلث ABC افزود و ثابت کرد
ارشمیدس و روش اِفناء ارشمیدس و روش اِفناء برابر با یک چهارمارشمیدس و روش اِفناء است و برابر است با یک شانزدهمارشمیدس و روش اِفناء . ارشمیدس فرض کرد اگر این فرایند بی نهایت بار تکرار شود نتیجه خواهد شد که مساحت قطعه سهمیارشمیدس و روش اِفناء به تقریب برابر است با:
ارشمیدس و روش اِفناء [اما بنابر فرمول مجموع جمله های تصاعد هندسی نزولی نامتناهی،
ارشمیدس و روش اِفناء و بنابراین مجموعه جمله های رابطه ی (1) به تقریب برابر است با چهار سوم مساحتارشمیدس و روش اِفناء برای اثبات این که
ارشمیدس و روش اِفناء برابر با یک چهارمارشمیدس و روش اِفناء است، با توجه به خط هایی که روی شکل رسم شده اند و بنابر تعریف سهمی و معادله ی آن، ارشمیدس و روش اِفناء و نتیجه می شود
ارشمیدس و روش اِفناء اما از تشابه دو مثلث CEM و CAB به دست می آید
ارشمیدس و روش اِفناء
دو مثلث ADE و AEM در ارتفاع AH مشترکند و قاعده های DE و EM از آن ها به ترتیب برابر یک چهارم AB و برابر با نصف AB است.
بنابراین ارشمیدس و روش اِفناء و در نتیجه دو مثلث ACM و AMB در قاعده های MC و BM و در ارتفاع AB با هم برابرند و نتیجه می شودارشمیدس و روش اِفناء است.
برای خواننده ی علاقه مند، آموزنده و شاید کمی دشوار باشد با همین روش که به کار رفت روی خط های رسم شده در شکل، مرحله ی دوم اثبات حکم را انجام دهد و ثابت کند.
ارشمیدس و روش اِفناء یادآوری این نکته هم جالب توجه خواهد بود که ارشمیدس با به کارگیری مستطیل های محاطی و محیطی راه حل دومی را نیز برای حل این مسئله به کار برده است. ساختار اصلی این راه حل تا اندازه ای همان ساختار روشی است که امروزه به کار می رود و مجموع های ریمان (2)، یا انتگرال ریمان (3) نام دارد و عموماً به صورت معین و با داشتن کران بالا و کران پایین به کار می رود. در مسئله ی بالا هم می توان تنها با یک عمل انتگرال گیری به نتیجه ی خواسته شده دست یافت.

پی نوشت ها :

1- نماد مساحت مثلث را می رساند؛ برابری مساحت های دو مثلث ABM و AMC را نشان می دهد.
2- Riemann sums.
3- Riemann integral.

منبع: بنجامین بویر، کارل، (1384)، تاریخ حسابان، عبدالحسین مصحفی، تهران، شرکت انتشارات علمی و فرهنگی، چاپ نخست..

 

 

ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
مقالات مرتبط
موارد بیشتر برای شما
بازدید سرلشکر عبداللهی از یک سایت‌ تولید زیرزمینی موشک
play_arrow
بازدید سرلشکر عبداللهی از یک سایت‌ تولید زیرزمینی موشک
روایت نایب‌رئیس دوم ‌مجلس از اختاپوس حاکم بر صنعت خودرو
play_arrow
روایت نایب‌رئیس دوم ‌مجلس از اختاپوس حاکم بر صنعت خودرو
رکوردشکنی شهروند روس با پرش از لایه‌های بالایی جَو
play_arrow
رکوردشکنی شهروند روس با پرش از لایه‌های بالایی جَو
ساخت محیط سه بعدی با قابلیت جدید هوش مصنوعی
play_arrow
ساخت محیط سه بعدی با قابلیت جدید هوش مصنوعی
سوپر گل دام بالارد بازیکن بریستول به بیرمنگهام با پشت پا
play_arrow
سوپر گل دام بالارد بازیکن بریستول به بیرمنگهام با پشت پا
دبیر شورای‌عالی امنیت ملی: ترامپ می‌خواهد بازی جدیدی به‌نام جنگ اقتصادی راه بیندازد که حسابش را خواهیم رسید
play_arrow
دبیر شورای‌عالی امنیت ملی: ترامپ می‌خواهد بازی جدیدی به‌نام جنگ اقتصادی راه بیندازد که حسابش را خواهیم رسید
تاکر کارلسون: اسرائیل با سلاح آمریکایی فلسطینی‌ها را قتل‌عام می‌کند
play_arrow
تاکر کارلسون: اسرائیل با سلاح آمریکایی فلسطینی‌ها را قتل‌عام می‌کند
روایت دبیر شورای‌عالی امنیت ملی از پیشنهاد جدید نتانیاهو به ترامپ
play_arrow
روایت دبیر شورای‌عالی امنیت ملی از پیشنهاد جدید نتانیاهو به ترامپ
یک ربات انسان‌نما از چین، رکورد اوسین بولت را شکست
play_arrow
یک ربات انسان‌نما از چین، رکورد اوسین بولت را شکست
مرشایمر: ترامپ می‌خواهد جنگ لبنان را از ایران جدا کند، اما نتانیاهو آتش‌بس نمی‌خواهد
play_arrow
مرشایمر: ترامپ می‌خواهد جنگ لبنان را از ایران جدا کند، اما نتانیاهو آتش‌بس نمی‌خواهد
وزیر خزانه‌داری آمریکا مانند یک گانگستر دیگر کشورها را تهدید می‌کند!
play_arrow
وزیر خزانه‌داری آمریکا مانند یک گانگستر دیگر کشورها را تهدید می‌کند!
فواز جرجیس: ایران، ونزوئلا و کوبا نیست؛ ایران بیش از ۴۰ سال تحت تحریم بوده / فشار آمریکا دیگر برای تهران تازگی ندارد!
play_arrow
فواز جرجیس: ایران، ونزوئلا و کوبا نیست؛ ایران بیش از ۴۰ سال تحت تحریم بوده / فشار آمریکا دیگر برای تهران تازگی ندارد!
ربع رشیدی و درس‌های وقف‌نامه‌ای که جهان را شگفت‌زده کرد
ربع رشیدی و درس‌های وقف‌نامه‌ای که جهان را شگفت‌زده کرد
وقفِ انسان، نه وقفِ اشیاء؛ روایت بنیاد فرهنگی البرز و شصت سال سرمایه‌گذاری بر نخبگان ایران
وقفِ انسان، نه وقفِ اشیاء؛ روایت بنیاد فرهنگی البرز و شصت سال سرمایه‌گذاری بر نخبگان ایران
دستگیری متهمان کودک ربایی در تهران
play_arrow
دستگیری متهمان کودک ربایی در تهران