Hippokratész holdacskái

Hippokratész holdacskái
Holdacskák négyszögeknél

Hippokratész holdacskái egy derékszögű háromszöghöz hozzárendelt két síkidom. A síkidomokat úgy kapjuk, hogy a derékszögű háromszög két befogója fölé rajzolt félkörből kivonjuk az átfogó fölé rajzolt – a háromszöget tartalmazó – félkör (avagy a háromszög köré írható kör) és a befogó fölötti félkörök metszetét.

A két holdacska területének összege egyenlő a derékszögű háromszög területével.

Az állítás a Pitagorasz-tétel alapján bizonyítható:

A szokásos jelölésekkel (c az átfogó): a 2 + b 2 = c 2 {\displaystyle a^{2}+b^{2}=c^{2}} .

A félkörök területe:

a 2 π / 8 {\displaystyle a^{2}\pi /8}

b 2 π / 8 {\displaystyle b^{2}\pi /8}

c 2 π / 8 {\displaystyle c^{2}\pi /8}

Ezt az eredeti egyenletbe belehelyettesítve: ( a 2 π / 8 ) + ( b 2 π / 8 ) = c 2 π / 8 {\displaystyle (a^{2}\pi /8)+(b^{2}\pi /8)=c^{2}\pi /8}

Az egyenletet 8-cal szorozva:

( a 2 π ) + ( b 2 π ) = c 2 π {\displaystyle (a^{2}\pi )+(b^{2}\pi )=c^{2}\pi }

Az egyenletet PI-vel osztva:

a 2 + b 2 = c 2 {\displaystyle a^{2}+b^{2}=c^{2}}

Ezzel bizonyítottuk, hogy az az állítás miszerint derékszögű háromszög befogóira emelt félkörök területének összege azonos az átfogóra emelt félkör területével egyenértékű azzal az állítással, hogy a tetszőleges derékszögű háromszögben a befogók fölé írt négyzetek területeinek összege megegyezik az átfogó fölé írt négyzet területével, ami a Pitagorasz-tétel.

Az átfogóra emelt félkör területe a háromszög területének levonása után (a ( a 2 π / 8 ) + ( b 2 π / 8 ) = c 2 π / 8 {\displaystyle (a^{2}\pi /8)+(b^{2}\pi /8)=c^{2}\pi /8} egyenlőséget kihasználva):

( a 2 π / 8 ) + ( b 2 π / 8 ) t Δ {\displaystyle (a^{2}\pi /8)+(b^{2}\pi /8)-t_{\Delta }} ahol t Δ {\displaystyle t_{\Delta }} a háromszög területe.

A rajzról leolvasható, hogy a fekete félholdak területe:

( a 2 π / 8 ) + ( b 2 π / 8 ) ( ( a 2 π / 8 ) + ( b 2 π / 8 ) t Δ ) = t Δ {\displaystyle (a^{2}\pi /8)+(b^{2}\pi /8)-((a^{2}\pi /8)+(b^{2}\pi /8)-t_{\Delta })=t_{\Delta }}

A tételt a matematikus Khioszi Hippokratész állította fel. Névrokona Hippokratész, a kószi orvosi iskola vezetője volt.

Hasonlóképpen értelmezhetők a holdacskák húrnégyszögek esetén is.

Források

  • Hippokratész holdacskái, Matematikai kislexikon, Budapest, Műszaki Könyvkiadó, 1972