Mesurar amb enginy
Proporcionalitat entre triangles semblants
Dos triangles que tenen els seus angles iguals tindran la mateixa forma. Podran diferir en grandària, però visualment els veurem semblants. Però la paraula semblant té, en aquest cas, un significat matemàtic afegit: semblant vol dir també proporcional. Això és degut a que si dos triangles són semblants els seus costats corresponents seran proporcionals.

Pots comprovar-ho pitjant sobre la imatge i obrint aquesta animació:

  • els dos triangles són semblants (tenen els angles iguals, per tant la mateixa forma)
  • pots variar el triangle ABC movent els seus vèrtex
  • pots canviar la posició del triangle A'B'C' movent A' o B'
  • pots canviar la mida de del triangle A'B'C' canviant la longitud del segment XX'
  • anota les mesures i comprova que la relació de proporcionalitat no varia.
  • prova diferents casos.

 

Tales de Milet  (630 a.n.e- 546 a.n.e.)
Aquesta propietat dels triangles semblants és conseqüència directa de l'aplicació del Teorema de Tales. El seu possible autor, Tales de Milet, va ser segurament el primer (en el temps) dels grans matemàtics grecs.

Era d’origen fenici i residia a Milet, una pròspera ciutat grega de l’Àsia Menor. Procedia d’una família de comerciants i, per aquest motiu, va realitzar freqüents viatges a Egipte, la qual cosa el va animar a l’estudi dels fenòmens naturals i de la geometria. No ens ha arribat cap escrit seu, per tant no sabem del cert si el Teorema que porta el seu nom és seu. Sí que sabem, en canvi, que el va simplificar i utilitzar en moltes i diferents situacions, com ara calcular l’alçada de diferents edificis o les distàncies dels vaixells a la costa. En geometria es consideren seves les demostracions que en un triangle isòsceles hi ha dos angles iguals, o que un diàmetre divideix un cercle en dues parts iguals, entre d’altres. També és famós per haver predit amb encert un eclipsi de Sol l’any 585 a.n.e.

Llegendes sobre Tales
Hi ha moltes llegendes sobre el caràcter de Tales que, normalment, el presenten com un home esquerp. No serà així en aquestes que t’explicarem ara.
 
El granger i el ruc que no volia anar carregat

Un pagès que sovint havia d’anar al mercat a vendre càrregues de sal va observar que cada vegada que passaven el riu que separava casa seva de la ciutat, l’ase s’inclinava i remullava els sacs. D’aquesta manera. part de la sal es dissolia a l’aigua i el ruc es notava més lleuger. Fart d’aquestes pèrdues de sal i sense saber què fer el pagès va acudir a consultar Tales. Aquest, després de rumiar una estona, va donar el següent consell al pagès desconcertat: “Fes el següent viatge a la ciutat amb els sacs carregats de...”.
 

T'imagines quin producte li va proposar de carregar?

Amb el cursor selecciona el requadre de color i sabràs la resposta

Esponges

 


La piràmide de Khufu

S’explica que mentre es trobava Tales al costat de la Gran Piràmide de Khufu (o Keops, com l’anomenaven els grecs), s’hi va acostar un sacerdot i li va demanar que li digués quina era l’altura aproximada de la piràmide. Tales li va contestar que no la hi volia dir “aproximadament” sinó que s’estimava més dir-la-hi “exactament”. Per fer-ho, es va estirar sobre la sorra deixant la marca de l’altura del seu cos al terra. Després va afegir: “M’estaré aquí quiet fins que la meva ombra coincideixi amb la marca del terra, és a dir, amb la meva altura. Llavors l’altura de la piràmide i la seva ombra també coincidiran. Només caldrà mesurar les passes d’aquesta.” El sacerdot, sorprès, li va demanar si no existia cap error en el seu raonament. Sense fer gaire cas del que li qüestionaven, Tales va continuar: “Però, realment, no tinc ganes d’esperar que el meu cap s’escalfi sota el Sol. Per tant, clavaré el meu bastó al terra i, quan la mida de la seva ombra sigui la meitat de la real, l’ombra de la piràmide també ho serà; o quan sigui la tercera part... N’hi haurà prou a comparar la llargada del bastó i la seva ombra amb la de l’ombra de la piràmide i multiplicant i dividint esbrinar la seva altura”

A quina distància es troba el vaixell?

Una altra de les llegendes sobre Tales explica que era capaç de determinar a quina distància es trobaven els vaixells que s'apropaven a la costa. Un dels mètodes que es pensa que va poder utilitzar el tenim representat a l'esquema següent i es podia fer seguint els següents passos.
  1. Primer es posaven dues estaques A i B alineades amb el vaixell que és en un punt que anomenarem V.
  2. Després es clavava una tercera estaca C formant angle recte amb la línia AB
  3. Seguidament es posava una quarta estaca D al punt mig entre B i C.
  4. Es clavava una cinquena estaca E fent angle recte amb BC.
  5. Es caminava seguint la línia CE fins aconseguir veure el vaixell alineat amb l'estaca D, i es posava una sisena estaca F en aquest punt

D'aquesta manera es formen dos triangles rectangles BVD i DCF.

Fem ara unes comparacions:

  • Els segments BD i el segment són iguals
  • Els angles VBD i DCF també són iguals
  • També ho són els angles BDV i CDF
  • En conseqüècia els dos triangles BVD i DCF són idèntics

Ara ja ho tenim pràcticament. La distància que volem conèixer és BV.

Quin costat del triangle DCF es correspon amb aquesta mesura?

Amb el cursor selecciona el requadre de color i sabràs la resposta

La distància CF és la mateixa que BV

Si vols pots comprovar el mètode de Tales obrint aquesta animació

Aquest mètode té inconvenients claríssims. Un d'ells pot ser que si el vaixell està a 6 km (en mesures modernes) haurem de mesurar també 6 km (una mica més d'una hora caminant) en línia recta, sense cap irregularitat al terreny, sense cap obstacle...

Evidentment el mètode es pot millorar fent més petita la distància DC. Per exemple, si fem que BD sigui 30 vegades més gran que DC (una manera és fer 30 passes entre B i D i una entre D i C) els triangles que construirem ara no seran idèntics però sí semblants i podrem aplicar càlculs de proporcionalitat. El costat del triangle corresponent de terra amb la distància al vaixell BD també serà 30 vegades més petita.