Трикутник Кеплера
Трикутник Кеплера — прямокутний трикутник довжини сторін якого перебувають у геометричній прогресії. Відношення сторін трикутника Кеплера прив'язано до золотого перетину
і може бути записане: , або приблизно 1 : 1.2720196 : 1.6180339.[1] Квадрати сторін трикутника перебувають у геометричній прогресії відповідно до золотого перетину.
Трикутники з подібним відношенням названі на честь німецького математика і астронома Йоганна Кеплера (1571—1630), який першим продемонстрував, що цей трикутник характеризується рівністю відношення між меншим катетом і гіпотенузою та золотим перетином.[2] Трикутник Кеплера об'єднує дві математичні концепції — теорему Піфагора і золотий перетин, це глибоко захопило Кеплера.
Деякі джерела стверджують, що трикутник майже подібний трикутнику Кеплера можна побачити в піраміді Хеопса.[3][4]
Виведення
Факт того, що сторони , та , формують прямокутний трикутник отримується прямо шляхом переписання квадратного полінома, що визначає золотий перетин :
у вигляді теореми Піфагора:
Побудова трикутника Кеплера
Трикутник Кеплера може бути побудований за допомогою циркуля та лінійки через золотий прямокутник:
- Малюємо звичайний квадрат
- Проводимо лінію через центр одної сторони квадрата і протилежну вершину
- Використовуємо цю лінію для накреслення дуги, що визначає висоту прямокутника
- Використовуємо довшу сторону золотого прямокутника для малювання дуги, що перетинає протилежну сторону прямокутника і визначає гіпотенузу трикутника Кеплера
Математичний збіг
Візьмемо трикутник Кеплера зі сторонами і розглянемо:
- описане навкольо нього коло і
- квадрат зі стороною, рівною середній за величиною стороні трикутника.
Тоді периметр квадрата () и довжина кола () збігаються з точністю до 0,1 %.
Це математичний збіг . Ці квадрат і коло не можуть мати однакової довжини периметра, оскільки в цьому випадку можна було б розв'язати класичну нерозв'язну задачу про квадратуру круга. Іншими словами, оскільки — трансцендентне число.
Примітки
- Roger Herz-Fischler (2000). The Shape of the Great Pyramid. Wilfrid Laurier University Press. ISBN 0889203245.
- Livio, Mario (2002). The Golden Ratio: The Story of Phi, The World's Most Astonishing Number. New York: Broadway Books. с. 149. ISBN 0-7679-0815-5.
- The Best of Astraea: 17 Articles on Science, History and Philosophy. Astrea Web Radio. 2006. ISBN 1425970400.
- Squaring the circle, Paul Calter