Rozszerzenie tematu twierdzenia Pitagorasa i pierwiastków kwadratowych. Budując kolejne trójkąty prostokątne o przyprostokątnej 1, otrzymujemy przeciwprostokątne o długościach √2, √3, √4, … — pierwiastki narysowane cyrklem i linijką. Każdy krok korzysta z twierdzenia Pitagorasa. Konstrukcję przypisuje się Teodorosowi z Cyreny (ok. 400 r. p.n.e.), który udowodnił nią niewymierność pierwiastków do √17.
Co się właśnie stało?
Dobudowując do spirali kolejne trójkąty prostokątne, w których jedna przyprostokątna ma zawsze długość , otrzymujesz przeciwprostokątne o długościach — czyli pierwiastki kwadratowe kolejnych liczb naturalnych, „narysowane" cyrklem i linijką.
Jak powstaje spirala:
Zaczynamy od trójkąta prostokątnego równoramiennego o obu przyprostokątnych — jego przeciwprostokątna ma długość (bo ). Do tej przeciwprostokątnej dobudowujemy nowy trójkąt z przyprostokątną — jego przeciwprostokątna to . I tak dalej.
Niezmiennik — jeden krok to jedno Pitagorasa:
Każda kolejna przeciwprostokątna powstaje z poprzedniej i doklejonej przyprostokątnej , więc ma długość . Stąd ciąg pojawia się automatycznie.
Kim był Teodoros?
Spirala Teodorosa (zwana też spiralą pitagorejską lub spiralą pierwiastków kwadratowych) to konstrukcja przypisywana Teodorosowi z Cyreny (ok. 465–398 r. p.n.e.), greckiemu matematykowi i pitagorejczykowi, nauczycielowi Platona. Teodoros użył podobnej konstrukcji, by udowodnić niewymierność pierwiastków z liczb niebędących kwadratami — aż do .
Dlaczego to ważne?
Konstrukcja pokazuje, jak abstrakcyjne liczby niewymierne można przedstawić jako konkretne, mierzalne długości geometryczne. Kolejne trójkąty owijają się wokół wspólnego środka pod stałym „przyrostem" kąta , a przy spirala domyka pełny obrót i zaczyna nachodzić na siebie.
Po co Ci to na maturze:
To modelowy przykład twierdzenia Pitagorasa w akcji i geometrycznego sensu pierwiastka. Zapamiętaj wzór , który daje przeciwprostokątną w każdym kroku.
Zapamiętaj: spirala Teodorosa „rysuje" pierwiastki ; każdy krok to .
Kolejnych pierwiastków: √2, √3, √4, √5, … — pierwiastki liczb naturalnych.
Z twierdzenia Pitagorasa: (√n)²+1²=n+1, więc nowa przeciwprostokątna to √(n+1).
Do udowodnienia niewymierności pierwiastków z liczb niebędących kwadratami (√3, √5, …, do √17).
Powiązane eksperymenty