Otra manera de acercarse al
problema de la cuadratura y a la solución de los otros dos problemas
clásicos: el de la trisección del ángulo y el de la duplicación
del cubo, es usando lo que los griegos llamaron
cónicas. ¿Qué son las cónicas? Son las curvas
que resultan de intersecar un cono con un plano.
Tomen un cono y lo cortan con un plano y dependiendo de cómo pongan el
plano se obtiene una cónica diferente. Por ejemplo si tienen el cono
y cortan de manera perpendicular al eje del cono, lo que se tiene es una circunferencia.
Si inclinan un poco el plano entonces esa circunferencia se comienza a deformar
y lo que se ve es una elipse, si lo inclinan más y más se llega
a cierta posición en la que ya no vuelve a cerrarse la elipse y lo que
obtenemos es una parábola. Son las curvas más simples después
de la circunferencia. Los griegos sólo manejaban el concepto geométrico,
no hay ecuaciones, las curvas cónicas se construyen simplemente intersecando
conos.
Menecmo (~350 a. C.) fue un matemático
destacado de la escuela de Cízico y a quien se atribuye el descubrimiento
de las cónicas. Desde Apolonio de Perga (262-190 a. C.) "el gran
geómetra", llevan el nombre de elipse, parábola e hipérbola.
El problema de la cuadratura de parábolas, por ejemplo, es parecido al del círculo. Pero ojo: la parábola es abierta, entonces no puedo preguntar por toda su área, sin embargo,... si sobre la parábola dibujo dos puntos opuestos, a la misma distancia del eje de la parábola y trazo la recta que pasa por ellos, perpendicular al eje, es decir, trazo un diámetro, ahora sí tengo un área definida entre la recta y la parábola y puedo preguntarme ¿cuál es el área de esa región?
Arquímedes (287-212 a.C.), uno de los matemáticos
más grandes de todos los tiempos,
demostró que el área de una porción
de parábola sí se puede calcular y de manera exacta. Primero resuelve
el problema con medios mecánicos y, posteriormente, lo prueba de manera
geométrica.
Si toman el punto rojo (el vértice
de la parábola) y construyen el triángulo mostrado en azul,
entonces, el área verde que está dentro de la parábola
es 4/3 » 1.33... del área del triángulo. |
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Calcular el área del triángulo es fácil, y obtener 4/3 de ella es también sencillo, así que, resolvimos el problema. En este sentido, la parábola "se puede cuadrar". También se puede "cuadrar" con un rectángulo:
Cuando aprendas cálculo entenderás porqué el área de la parábola es 2/3 el área del rectángulo.
Pero para cuadrar el círculo Arquímedes
usa su famosa Curva Espiral. Por otro lado, su contribución al cálculo
de p utilizando polígonos es notable. Usando
polígonos inscritos y circunscritos en un círculo, hasta de 96
lados, aproximó el área del círculo y, por tanto, aproximó
el valor de p. Este fue el primer tratamiento realmente
científico del cálculo de p. El cómo
logró llegar tan lejos cuando no se contaba ni con números, es
una muestra de su grandeza.
Sus aproximaciones son éstas
3 10/71< p
< 3 1/7 o bien
3.14085 < p <
3.14286
que, por supuesto, fueron mucho mejores de lo que conocieron los egipcios. Su
aproximación al valor de p es sorprendente.
Durante cientos de años no hubo avances significativos en la búsqueda
de p. Métodos similares al de Arquímedes se
usaron en los 1,200 años siguientes, hasta el siglo 16.
El trabajo de Arquímedes hizo que los griegos sospecharan que el problema
de la cuadratura del círculo se podría resolver, pero había
otras razones...