
TALES DE MILETO
(654-547 AC)

PITÁGORAS DE
SAMOS (569-475 AC)

HIPÓCRATES DE
QUIOS (470-410 AC)

ARQUITAS DE TARENTUM
(428-350 AC)

PLATÃO
(427-347 AC)

ARISTÓTELES
(384-322 AC)

EUCLIDES DE
ALEXANDRIA (325-265 AC)

ARQUIMEDES DE
SIRACUSA (287-212 AC)

APOLÓNIO DE
PERGA (262-190 AC)

LINDEMANN (1852-1939)

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CÓNICAS
E A TRISSECÇÃO DO ÂNGULO
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A Matemática
e a Filosofia são duas áreas do pensamento fundamentais
para a
constante
evolução do conhecimento.
A evolução resulta da contínua
interrogação da nossa condição de Homem
perante o Universo e da consequente pesquisa de respostas.
Um dos períodos mais florescentes do pensamento humano aconteceu
na Grécia, no milénio compreendido entre os
séculos VI AC e IV DC.
Nesse período e nessa região, foram muitos os
Matemáticos (e Filósofos) que, partindo da herança
das culturas Babilónica, Egípcia, Hindu e outras,
desbravaram
novos
conceitos e relações e foram construindo os pilares do
conhecimento
em que assenta todo o nosso espólio matemático.
Exemplos não faltam, uns mais conhecidos que outros, mas todos
importantes, como Thales (624-547
AC),
Pitágoras (569-475 AC), Hipócrates
(470-410 AC), Hípias (460-400 AC), Arquitas (428-350 AC),
Platão (427-347 AC),
Aristóteles (384-322 AC), Menecmo (380-320 AC), Euclides (325-265
AC), Arquimedes (287-212 AC),
Nicomedes (280-210 AC), Apolónio (262-190 AC), Papo (290-350 DC)...
Toda esta legião de pensadores procurou, de um modo ou de
outro, soluções para três problemas
clássicos:
a) Trissecção de um ângulo
(divisão de um ângulo em três partes
iguais);
b) Duplicação de um cubo;
c) Quadratura de um círculo.
Estes problemas intrigaram os matemáticos de muitas
gerações. Problemas com enunciado simples, de
fácil
interpretação, mas de
solução complexa!
O processo de investigação primário estava
restrito à manipulação de dois instrumentos:
- a
régua não graduada (régua sem marcas, usada
unicamente para
traçar
linhas rectas, dados dois pontos, nunca para medir a distância
entre eles, nem repetir essa mesma linha indiscriminadamente);
- o
compasso de pontas caídas (usado unicamente para
traçar
circunferências, dados dois pontos, nunca para medir a
distância entre esses pontos, nem repetir a mesma
circunferência de modo indiscriminado).
Euclides, cuja vida (e a própria existência) está
ainda envolta em grandes mistérios e contradições,
terá sido o matemático que conseguiu reunir a teoria numa
obra (a que chamou "Elementos") de um modo coerente, com uma estrutura
lógica irrepreensível, fruto da sua axiomática
(conjunto de princípios e processos que permitem fazer uma
construção do conhecimento, partindo do elementar para o
mais complexo, num encadeamento progressivo, em que o consequente
é sempre fundamentado no antecedente).
As construções geométricas dessa obra
"Elementos" foram realizadas exclusivamente com aqueles
instrumentos e, por isso, são conhecidos por instrumentos
euclidianos.
Nessa obra de treze livros (capítulos), Euclides compilou tudo o
que até aí se dominava, provava e construía com
aqueles simples instrumentos.
Essa obra reuniu os
trabalhos de Tales, de Pitágoras, de Hipócrates de
Quios, de Leon e de
Teudio de Magnesia, de Teeteto (417-369
AC), de Eudóxio de
Cnídia (408-355 AC), e de outros,
trabalhos que se harmonizavam, completavam
e
estabeleciam relações entre geometria e álgebra.
Porém, reflectindo as preocupações da
época, a geometria foi o principal objectivo da obra e as
relações algébricas foram
sempre subalternas e submetidas ao primado da
geometria.
Assim, e definido um segmento para unidade, todo o número era
visualizado por um
segmento, encontrado por simples
operações de adição,
subtracção, multiplicação, divisão e
extracção de raízes quadradas de segmentos dados.
Com régua não graduada e compasso, as
construções resultavam de um endadeamento de
operações geométricas simples no plano, como:
traçar
uma linha recta, dados dois pontos; traçar uma
circunferência, dados dois pontos; definir pontos pela
intersecção de duas rectas, de uma recta com uma
circunferência, ou de duas circunferências.
Ou seja, com recurso exclusivo dos instrumentos euclidianos, os
segmentos resultavam de operações
geométricas no plano, e os seus comprimentos eram os
números
reconhecidos na obra de Euclides.
Assim, podemos dizer que Euclides admitia números naturais,
números racionais como quociente de dois números
naturais e números irracionais resultantes da
extracção de raízes quadradas.
Dois dos principais conceitos que a obra de Euclides trata
são a proporcionalidade entre comprimentos de lados de figuras
semelhantes e a relação entre áreas de figuras.
"Elementos" não faz qualquer referência a trabalhos que
de algum modo tocavam em assuntos que não podiam ser explicados
à luz dos princípios de "Elementos", o que é
compreensível.
É o caso, por exemplo, do trabalho de Demócrito (460-370
AC) sobre secções do cone, do trabalho de Hípias
sobre a trissecção do ângulo aplicando a sua curva
trissectriz, do trabalho de Arquitas sobre o modelo tridimensional como
solução da duplicação do cubo, do trabalho
de Platão sobre a aplicação de um esquadro com
três réguas acopladas para resolver a
duplicação do cubo e de Menecmo
sobre intersecção de cónicas como
solução da
duplicação do cubo.
Provavelmente
Euclides teve conhecimento desses trabalhos, mas, por
opção, terá decidido não integrá-los
numa obra que pretendia apenas reunir o que de mais elementar havia
sobre a
geometria, num todo fechado por uma axiomática coerente que
não admitia notas à margem.
Além disso, para muitos matemáticos, o facto de serem
conseguidas soluções para os problemas fora do
espírito de "Elementos" não invalidava que eventualmente
existissem
soluções euclidianas.
Assim, depois de Euclides, enquanto uns não perdiam a
esperança, outros foram encontrando mais
soluções,... mas não euclidianas.
Arquimedes, principalmente com o estudo da espiral para a
trissecção do ângulo e para a
duplicação
do cubo e aplicação do método da exaustão
no estudo da constante pi; Nicomedes com a definição de
uma curva chamada concóide para a trissecção de um
ângulo; Apolónio com o estudo aprofundado das
cónicas e uma solução para a
duplicação do cubo; Papo com uma solução
para duplicação do cubo e o estudo das cónicas e
sua aplicação na solução da
trissecção de um ângulo.
E se as soluções dos problemas
clássicos demoraram a ser encontradas e aceites, isso deveu-se,
simplesmente, ao
facto de serem geometricamente impossíveis de obter de
acordo com as regras do jogo de Euclides: a teoria de "Elementos" e os
instrumentos euclidianos, a régua não graduada e o
compasso de pontas caídas.
E se foram encontradas soluções, foi porque os pensadores
nunca se conformaram com as limitações impostas pelos
instrumentos euclidianos,
antes e depois da sua consagração em "Elementos", e foram
criativos arranjando outros
contextos, abrindo assim o leque das possibilidades de resposta.
Dessa forma, orientando o processo de investigação
noutros
sentidos, com outras regras de jogo, conseguiram formular
novos conceitos geométricos e algébricos, descobrindo
outras curvas (do plano), somente visíveis na
superfície de um cone (espaço) quando seccionado por um
plano.
Assim, torna-se evidente que o desenvolvimento do estudo das
cónicas foi uma consequência directa das inúmeras
tentativas de solução dos problemas clássicos.
A desconfiança sobre a impossibilidade de encontrar
soluções pela via euclidiana terá sido registada,
pela primeira vez, por Papo, no século IV DC.
Papo esclareceu que os problemas geométricos podiam ser de
três tipos:
- Planos, os que podiam ser
resolvidos por intermédio de rectas e circunferências,
linhas com origem num plano;
- Sólidos, os que
podiam
ser resolvidos por intermédio de curvas definidas numa
superfície cónica, linhas com origem num sólido
(espaço);
- Lineares, os que podiam ser
resolvidos por curvas definidas em superfícies menos regulares
ou por movimentos mais complexos.
A consciência fundamentada da impossibilidade foi conseguida
apenas no séc. XIX.
Depois dos trabalhos de Descartes (1596-1650), de Abel (1802-1829), de
Gauss (1777-1855) e de Galois (1811-1832), Wantzel (1814-1848) em 1837 provou que a
trissecção do ângulo e a duplicação
do cubo são problemas traduzidos por equações
cúbicas com soluções não
verificáveis pela intersecção de rectas e
circunferências (plano), mas sim pela
intersecção de linhas definidas na superfície de
um cone (espaço), e Lindemann (1852-1939) em 1882 provou que pi
é um
número irracional transcendente, impossível de ser
traduzido por um segmento, ou seja, mostrou que não se
pode
construir um quadrado de área igual a um dado círculo.

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