Geometristen probleemojen tyypit
Geometriset probleemat muodostuvat seuraavista päätyypeistä:
- On todistettava jotakin. Esimerkiksi on osoitettava, että minkä tahansa
kolmion keskijanat leikkaavat toisensa samassa pisteessä, joka jakaa
keskijanat suhteessa 1 : 2 ; tai on osoitettava, että säännöllisiä
monitahokkaita on vain viisi.
- On konstruoitava jotakin. Sallitut geometriset välineet ovat tällöin
perinteisesti viivoitin ja harppi. Esimerkiksi on etsittävä ne tason
pisteet, joista annettu jana näkyy annetun kulman suuruisessa
kulmassa; tai on piirrettävä ympyrä, joka kulkee kolmen annetun
pisteen kautta.
- On laskettava jotakin. Esimerkiksi on laskettava pallon säteen ja pallon
sisään asetetun säännöllisen tetraedrin särmän pituuden suhde; tai on
laskettava kolmion kulmat, kun sivujen pituudet tunnetaan.
Konstruktiotehtävissä viivoitin (jota saa käyttää vain kahden annetun pisteen
kautta kulkevan suoran piirtämiseen) ja harppi ovat luonnollisia välineitä
seuraavista syistä: Viivoitin tarvitaan geometrisen perusolion, suoran,
piirtämiseen ja uusien pisteiden konstruoimiseen kahden suoran leikkauspisteinä.
Harpin avulla voidaan piirtää yhtä pitkiä janoja. Se on pikemminkin väline
pituuksien mittaamiseen kuin ympyröiden piirtämiseen.
Pelkästään harpin avulla tapahtuvaa konstruktiotehtävien ratkaisemista on myös
tutkittu. Itse asiassa viivoitin onkin tarpeeton väline: Kaikki mikä voidaan
konstruoida harpilla ja viivoittimella, voidaan konstruoida myös yksinomaan
harpilla. Tällöin ei luonnollisestikaan voida piirtää suoria, vaan suora katsotaan
tunnetuksi, kun sen kaksi pistettä tiedetään.
Mielivaltaisen kulman jakoa kolmeen yhtä suureen osaan ei voida konstruoida
harpilla ja viivoittimella; asian on 1500-luvun lopulla todistanut Franciscus Vieta.
Jos välineistöä sen sijaan täydennetään sopivalla käyrällä, esimerkiksi
tasasivuisella hyperbelillä, jako tulee mahdolliseksi.
Kivelä,
niinkuin matematiikka, versio 1.12