بحث عن فيثاغورث

فيثاغورث
فيثاغورث أو فيثاغورس أو فيتاغورس الساموسي هو فيلسوف ورياضي
إغريقي (يوناني) عاش في القرن السادس قبل الميلاد، وتنسب إليه مبرهنة
فيثاغورث.
تحاك حول شخصية بيتاغوراس العديد من الروايات والأساطير ويصعب
التحقق منها حيث يروى أن بيتاغوراس الساموسي ولد في جزيرةساموس على الساحل
اليوناني. في شبابه قام برحلة إلى بلاد ما بين النهرين ( سوريا والعراق
حاليآ ) وأقام في منف بمصر . وبعد 20 سنة من الترحال والدراسة تمكن
بيتاغوراس من تعلم كل ما هو معروف فيالرياضيات من مختلف الحضارات المعروفة
آنذاك. لكن حالما عاد بيتاغورث إلى مسقط رأسه اضطر للفرار منه وذلك
لمعارضته للدكتاتوربوليكراتس في ما يخص الإصلاحات الاجتماعية. في حوالي 523
ق م، استقر بيتاغورث في جنوب إيطاليا في كروتوني حيث تعرف على شخص يدعى
ميلان وكان من أغنياء الجزيرة فقام ميلان بمساعدة بيتاغوراس ماديا. في هذه
الأثناء ذاع صيت بيتاغوراس واشتهر إلا أن ميلان كان أشهر منه آنذاك حيث كان
عظيم الجثة، وحقق 12 فوزا في الألعاب الأولمبية، الشيء الذي كان رقما
قياسيا آنذاك. كان ميلان مولعا بالفلسفة والرياضيات بالإضافة للرياضة،
وبسبب ولعه هذا وضع قسما من بيته في تصرف بيتاغورس كان يكفي لافتتاح مدرسة.
اهتم
اهتماما كبيرا بالرياضيات وخصوصا بالأرقام وقدس الرقم عشرة لأنه يمثل
الكمال كما اهتم بالموسيقى وقال أن الكون يتألف من التمازج بين العدد
والنغم. أجبر فيثاغورث أتباعه من دارسي الهندسة على عدة أمور قال أنه نقلها
في رحلاته من المزاولين للهندسة:
• ارتداء الملابس البيضاء
• التأمل في أوقات محددة.
• الامتناع عن أكل اللحوم
• الامتناع عن أكل الفول.
يعتقد فيثاغورس وتلاميذه أن كل شيء مرتبط بالرياضيات وبالتالي يمكن التنبؤ بكل شيء و قياسه بشكل حلقات إيقاعية.
استطاع
فيثاغورس إثبات نظريته مبرهنة فيثاغورث في الرياضيات والتي تقول: في مثلث
قائم الزاوية، مربع طول الوتر يساوي مجموع مربعي طولي الضلعين المحاذيين
للزاوية القائمة، عن طريق حسابه لمساحة المربعات التي تقابل كل ضلع من
أضلاع المثلث قائم الزاوية. استفاد الكثير من المهندسين في العصر الحاضر من
هذه النظرية في عملية بناء الأراضي.
مبرهنة فيثاعورث
مبرهنة
فيثاغورس هي مبرهنة في الهندسة الإقليدية، تقول أنه في أي مثلث قائم
الزاوية يكون مجموع مربعي طولي الضلعين المحاذيين للزاوية القائمة يساوي
مربع طول الوتر. سميت هذه المبرهنة على العالم فيثاغورس الذي كان رياضيا، و
فيلسوفا، و عالم فلك في اليونان القديمة.
المبرهنة
مبرهنة فيثاغورس المباشرة
وهي الشكل الأكثر شهرة لمبرهنة فيثاغورس:
« في مثلث قائم الزاوية، مربع طول الوتر يساوي مجموع مربعي طولي الضلعين المحاذيين للزاوية القائمة. »

في مثلث ABC قائم الزاوية في C، أي أن [AB] هو الوتر، نضع AB=c و AC=b و BC=a. لدينا:

أو

تمكن مبرهنة فيثاغورس من حساب طول أحد أضلاع مثلث قائم الزاوية بمعرفة طولي الضلعين الآخرين. مثلا: إذا كان b=3 و a=4 فإن

ومنه .
مثلوث ثلاثة أعداد صحيحة تمثل أطوال أضلاع مثلث قائم الزاوية، مثل (5 ،4 ،3)، يسمى مثلوث فيثاغورس.
مبرهنة فيثاغورس العكسية
نص مبرهنة فيثاغورس العكسية (العبارة 47 من الجزء الأول من كتاب العناصر لإقليدس):
«
في مثلث، إذا كان مربع طول أطول ضلع يساوي مجموع مربعي طولي الضلعين
الآخرين، فإن هذا المثلث قائم الزاوية. الزاوية القائمة هي الزاوية
المقابلة لأطول ضلع، و الضلع الأطول هو الوتر. »
مبرهنة فيثاغورس هي خاصية مميزة للمثلث القائم الزاوية. بتعبير آخر:
« في مثلث ABC، إذا كان AC²+BC²=AB² فإن هذا المثلث قائم الزاوية في C .»
تاريخ المبرهنة
عرفت
خاصية فيثاغورس في العصور القديمة، والدلائل على ذلك ما زالت موجودة إلى
الآن. يكفي مثلا أن نلاحظ الحبل ذا ثلاث عشرة عقدة الذي كان المسّاحون
المصريون يستعملونه والذي نجد له صورا في عدة تصاوير للأعمال الزراعية.
يسمح هذا الحبل، علاوة على قياس المسافات، بإنشاء زوايا قائمة دون الحاجة
إلى جيب التمام، إذ تسمح العقد الثلاث عشرة (والمسافات الاثنتي عشرة
الفاصلة بين العقد) من إنشاء مثلث أبعاده (5 ،4 ،3)، مثلث يتضح أنه قائم
الزاوية. ظل هذا الحبل أداة هندسية طيلة العصور الوسطى.
أقدم تمثيل
لمثلوثات فيثاغورس (مثلث قائم الزاوية وأطوال أضلاعه أعداد صحيحة طبيعية)
نجده في الميغاليثات (2500 سنة قبل الميلاد). كما أظهرت آثار البابليين
(لوحة Plimpton، حوالي سنة 1800 قبل الميلاد) أنه قبل ظهورفيثاغورس بأكثر
من 1000 سنة، عرف المهندسون وجود مثلوثات فيثاغورس.
لكن بين اكتشاف
الخاصية «نلاحظ أن بعض المثلثات القائمة الزاوية تحقق هذه الخاصية»،
تعميمها «يبدو أن كل المثلثات القائمة الزاوية تحقق هذه الخاصية» وإثباتها
«كل المثلثات القائمة الزاوية (فقط) في المستوى الإقليدي تحقق هذه الخاصية»
عدة أجيال.


برهان بصري لمثلث أطوال أضلاعه (3، 4، 5) في كتاب Chou Pei Suan Ching (القرن الثاني-القرن الخامس قبل الميلاد)
ندرة
الدلائل التاريخية تجعلنا غير قادرين على نسب المبرهنة إلى فيثاغورس بشكل
قاطع، مع أننا على يقين بأنه صاحبها. أول برهان مكتوب نجده في كتاب العناصر
لإقليدس بالصيغة التالية:
« في المثلثات القائمة الزاوية، مربع طول الضلع المقابل للزاوية القائمة يساوي مجموع مربعي طولي الضلعين الآخرين. »
مع
صيغتها العكسية: « إذا كان مربع طول ضلع في مثلث يساوي مجموع مربعي طولي
الضلعين الآخرين، فإن الزاوية المحصورة بين هذين الضلعين قائمة. »
ومع
ذلك، فتعليقات Proclus على كتاب العناصر لإقليدس (حوالي 400 سنة بعد
الميلاد) تشير إلى أن إقليدس لم يقم سوى بإعادة تدوين برهان قديم نسبه
Proclus إلى فيثاغورس.
إذن، يمكننا أن نؤرخ البرهان على هذه الخاصية ما
بين القرن الثالث والقرن السادس قبل الميلاد. يحكى أنه في تلك الفترة
اكتشفت الأعداد اللاجذرية. بالفعل، يمكن بسهولة إنشاء مثلث قائم الزاوية
ومتساوي الساقين طول أحدهما 1، فيكون مربع طول الوتر هو 2. برهان بسيط أيام
فيثاغورس يثبت أن العدد 2 ليس مربعا لعدد جذري. يقال أن هذا الاكتشاف تم
إبقاؤه سرا من طرف المدرسة الفيثاغورسية تحت تهديد بالقتل.
إلى جانب هذه
الاكتشافات، يبدو أن هذه المبرهنة عرفت في الصين أيضا. نجد إشارة إلى وجود
هذه المبرهنة في واحد من أقدم المؤلفات الصينية في الرياضيات، كتاب Zhoubi
suanjing. هذا المؤلف، كتب على الأغلب في Han Dynasty (أعظم الفترات في
تاريخ الصين)، (206 قبل الميلاد، 220 سنة بعد الميلاد) يضم التقنيات
المستعملة في فترة Zhou Dynasty. (القرن العاشر قبل الميلاد، 256 قبل
الميلاد). نجد برهان هذه الخاصية، التي تحمل في الصين اسم مبرهنة جوجو
Gougu (القاعدة والارتفاع)، في كتاب Jiuzhang suanshu (الفصول التسعة في فن
الرياضيات، 100 سنة قبل الميلاد، 50 سنة بعده)، برهان مختلف كليا عن برهان
إقليدس.
كما نجد في الهند برهانا عدديا للخاصية يعود إلى القرن الثالث قبل الميلاد (برهان باستعمال أعداد خاصة، لكن يمكن تعميمه بسهولة).
رغم
أنها خاصية هندسية، إلا أنها أخذت منحى حسابيا عند البحث عن جميع مثلوثات
أعداد صحيحة طبيعية تمثل أطوال أضلاع مثلث قائم الزاوية: أي مثلوثات
فيثاغورس. هذا البحث فتح الباب لبحث آخر: البحث عن المثلوثات التي تحقق an+
bn = cn، بحث قاد إلى مظنونة فيرما التي تم حلها سنة 1994 على يد الرياضي
(بالإنكليزية: Andrew Wiles).
توجد في الحقيقة العديد من البراهين على
هذه الخاصية، مثل برهان إقليدس، وبرهان الصينيين، مرورا ببرهان الهنود،
وبرهان دا فينشي وحتى برهان الرئيس الأمريكي (بالإنكليزية: James Abram
Garfield). كما لا يفوتنا ذكر الكاشيالذي عمم هذه المبرهنة على كل
المثلثات: مبرهنة الكاشي.