2. • Platon - grecki filozof i uczony żył w
latach 427 p. n. e. - 347 p. n. e.,
właściwie nazywał się Arystokles. Imię
Platon otrzymał w gimnazjonie ze
względu na silne plecy (Platon
bowiem to tyle co szerokoplecy).
• Był uczniem Sokratesa i nauczycielem
Arystotelesa. Założył w Atenach
szkołę zwaną Akademią Platońską.
Kim był PLATON i dlaczego w matematyce nazwy
niektórych pojęć nawiązują do jego osoby?
W kosmologii Platona ważne miejsce zajmuje teoria pięciu wielościanów foremnych.
Platon zajmował się również konstrukcjami geometrycznymi, które można wykonywać
używając tylko cyrkla i liniału. Noszą one nazwę konstrukcji klasycznych, konstrukcji
platońskich
3. Platon wyróżnił dwie podstawowe formy
budujące materię
• trójkąty prostokątne
• równoramienne
• różnoramienne, w których miary kątów przy
wierzchołkach wynoszą kolejno 30, 60 i 90 stopni
różnorodność materii uzasadniał nieskończenie wieloma możliwościami
wspólnej kombinacji tych elementów
4. Podstawowe formy Platona
Ze złożenia odpowiedniej ilości trójkątów prostokątnych jednego rodzaju, Platon
stworzył układ nazwany przez siebie „elementem matematycznym”.
Elementy matematyczne Platona zbudowane z trójkątów prostokątnych
różnoramiennych (A) oraz z trójkątów prostokątnych równoramiennych (B)
5. Budulec wszelkiej materii
Z odpowiedniej ilości jednakowych elementów matematycznych Platon utworzył
pięć wielościanów foremnych, które filozof uznawał za budulec wszelkiej materii
Bryły platońskie budujące kolejno żywioły
ognia, powietrza, wody, ziemi
oraz bliżej nieokreśloną
cząstkę boską
6. Wszechświat tworzą cztery elementy:
ziemia, powietrze, woda, ogień
Platon uznał, że atomy muszą mieć
kształt najpiękniejszych brył, a więc
wielościanów foremnych.
Ponieważ brył takich jest pięć, filozof
wymyślił piąty składnik materii: eter, z
którego zbudowane są ciała niebieskie.
Myśliciele od zawsze zastanawiali się, co jest
tam gdzie nic nie ma. Długo panującą
koncepcją na ten temat była koncepcja eteru
wypełniającego cały wszechświat.
Jednak naukowcy w XIX wieku zanegowali tę
teorię jako bezzasadną i niemieszcząca się w
materialistycznym pojęciu świata.
Przyroda powstaje z bezkresu. Ale jak? Na zasadzie wyłaniania się przeciwieństw.
Co powoduje ten proces?
Powoduje go wieczny ruch ("WielkiWybuch"); Eter = piąty żywioł.
7. • Bryła jest to ograniczona część przestrzeni.
• Wielościan jest to bryła ograniczona ze wszystkich
stron płaszczyznami. Jego wszystkie ściany są
wielokątami.
• Wielokąt foremny jest to wielokąt, który ma
wszystkie boki równe oraz wszystkie kąty równe.
• Wielościan foremny to wielościan, którego ścianami
są wielokąty foremne.
Czym są wielościany foremne?
Pitagorejczycy, a później sam Platon, uważali, że cztery główne żywioły,
które tworzą świat zbudowane są z wielościanów foremnych
12. Dwudziestościan symbolizował wodę
Dwudziestościan foremny (in. ikosaedr) to najbardziej złożony wielościan
foremny o 20 ścianach w kształcie przystających trójkątów
równobocznych. Posiada 30 krawędzi i 12 wierzchołków
13. Dwunastościan postrzegano go jako subtelne
i tajemnicze tworzywo ciał niebieskich - eter
Dwunastościanowi pitagorejczycy przypisali zarys wszechświata.W kosmologii
Arystotelesa, który był uczniem Platona, dwunastościanowi przypisano piąty żywioł
"ąuienta esentia" (istota rzeczy, najważniejszy element czegoś). - ETER
Miał on być najdoskonalszym z żywiołów w strukturze wszechświata. Postrzegano go
jako subtelne i tajemnicze tworzywo ciał niebieskich.
14. Elementy wielościanów foremnych
tabela do uzupełnienia
Nazwa
Liczba ścian i ich
kształt
Liczba
krawędzi
Liczba wierzchołków
czworościan
sześcian
ośmiościan
dwunastościan
dwudziestościan
15. Elementy wielościanów foremnych
Nazwa
Liczba ścian i
ich kształt
Liczba
krawędzi
Liczba
wierzchołków
czworościan 4 trójkąty 6 4
sześcian 6 kwadratów 12 8
ośmiościan 8 trójkątów 12 6
dwunastościan 12 pięciokątów 30 20
dwudziestościan 20 trójkątów 30 12
16. Twierdzeniem Eulera o wielościanach wypukłych
Jeżeli wielościan wypukły
ma w wierzchołków, k krawędzi
i s ścian, to
w - k + s = 2
lub
w + s = k+2
Szwajcarski banknot 10-frankowy, na cześć Eulera,
najznakomitszego szwajcarskiego matematyka w historii
17. Czy wyprowadzana zależność jest zasadna dla
innych brył, niekoniecznie platońskich?
o przystających ścianach,
które nie są figurami foremnymi,
np. trzydziestościan rombowy
Wielościany
Catalana
wielokąt ma 30 ścian, 32 wierzchołki i 60 krawędzi.
Zależność w + s = k+2 jest poprawna dla wszystkich wielokątów wypukłych
18. Zadanie 2
Dodekaedr to dwunastościan,
w którym wszystkie ściany są pięciokątami foremnymi.
O bryle tej można powiedzieć, że:
ma 30 krawędzi i 20 wierzchołków
krawędzi jest 50% więcej niż wierzchołków
ma 28 krawędzi i 18 wierzchołków
suma wierzchołków i ścian równa jest sumie krawędzi powiększonej o
dwa
19. Zadanie 3
Wielościany Catalana mają wszystkie ściany przystające,
które nie są jednak wielokątami foremnymi.
Jednym z takich wielościanów jest sześćdziestościan deltoidowy.
Bryła ta ma:
60 wierzchołków
62 wierzchołki
58 wierzchołków
2 razy więcej krawędzi niż
ścian
20. Ciekawostka - Bryły niemożliwe
Rysowanie na płaszczyźnie figur
przestrzennych musi być
podporządkowane pewnym regułom,
aby obraz przedstawiony był zgodny z
rzeczywistością.
Nieprzestrzeganie tych reguł daje
w efekcie powstanie
figur niemożliwych.
22. Claisebrook Roundabout w południowej Australii
O tym, jak popularna i intrygująca jest ta figura, może świadczyć fakt, że trójkąt
Penrose’a stał się inspiracją dla wielu budowli architektonicznych na naszym
kontynencie
Fot. 2.10. Prawdziwy model niemożliwego trójkąta.To, co zobaczone, zostało
uchwycone fotograficznie
Autor fotografi i: Bjorn ChristianTorrissen, bjornfree.com
24. Schody Penrose’a.
Rysunek przedstawia schody
załamane czterokrotnie pod
kątem 90 stopni.
Nie byłoby w tym nic
dziwnego, gdyby nie to, że
schody prowadzą w górę, a
jednak na górę po nich nie
można wejść – ciągle wraca się
do punktu wyjściowego.
Jest to niemożliwe do
wykonania w trzech
wymiarach, ale dwuwymiarowy
rysunek umożliwia
przedstawienie tej
paradoksalnej budowli dzięki
zakłóceniu perspektywy.
25. Ławka nieszczęśliwie zakochanych
Dwoje młodych ludzi
siedzących na jednej
ławce. Zdawałoby się, że
nic nie jest w stanie
przeszkodzić im w
spotkaniu.
A jednak tym
utrudnieniem jest ławka.
Ławka? Ale jakim cudem?
Przecież siedząc na
ławeczce, nie mogą
być już bliżej siebie.
A jednak…
26. Platon, Państwo, Księga 6, 510 DE.
„Matematycy kreślą konkretne figury,
na których prowadzą swoje argumentacje, ale
myślą nie o tych, co właśnie kreślą,
ale o tych idealnych, prawdziwych, pomyślanych,
których żaden człowiek nie może inaczej
zobaczyć, jak tylko myślą”