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Posts Tagged ‘Apolonio de Perga’

Los árabes heredaron las obras de famosos matemáticos griegos, como Euclides de Alejandría, Apolonio de Perga y Arquímedes de Siracusa. Una vez que dominaron las ideas que contenían, varios de ellos pudieron ampliar los métodos. Ibrahim ibn Sinan fue un árabe que empleó gran originalidad en su estudio de la matemática, y representa un punto culminante en el conocimiento científico árabe.  

Ibrahim ibn Sinan nació en el año 908, probablemente en Bagdad, en una familia de eruditos famosos. Su padre, Sinan ibn Thabit, era médico, astrónomo y matemático. Ibrahim llevó una vida breve, muriendo a los 38 años en Bagdad, pero logró una cantidad significativa de actividad científica. Además de su trabajo en matemática, Ibrahim examinó los movimientos aparentes del Sol, estudió la óptica de las sombras e investigó instrumentos astronómicos como el astrolabio. 

En matemática propiamente dicha, las obras escritas de Ibrahim cubren tangentes de círculos y geometría en general. Su cuadratura de la parábola (determinación del área encerrada por una parábola dada) implica una expansión del método de Arquímedes. El abuelo de Ibrahim, Thabit ibn Qurra, ya había generalizado la técnica de Arquímedes, que era equivalente a sumar integrales definidas, pero su exposición fue bastante larga. Por el contrario, el análisis de Ibrahim es simple y elegante. Él descompone el área de la parábola en una colección aproximada de triángulos inscritos, y demuestra una relación elemental entre las áreas de los polígonos inscritos. Como resultado, el área deseada es cuatro tercios del primer triángulo inscrito. El genio de Ibrahim es evidente en su elegante solución a este problema.  

También buscó revivir la geometría clásica, que había sido descuidada por sus contemporáneos. Ibrahim deseaba proporcionar un método práctico para resolver problemas geométricos y categorizar los problemas de acuerdo con su dificultad y método. Siguiendo la epistemología de los antiguos griegos, Ibrahim abogó por la doble importancia de la síntesis y el análisis. El trabajo de Ibrahim ibn Sinan ejerció una profunda influencia en la filosofía matemática de los posteriores matemáticos árabes.

 


Fuente bibliográfica:

  • McElroy, Tucker (2005) A to Z of Mathematicians. Facts On File, Inc.
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Pierre de Fermat es conocido como uno de los matemáticos más grandes del siglo XVI, que hizo contribuciones a los fundamentos del cálculo, la probabilidad y la teoría de números. En este último tema su influencia es particularmente famosa, ya que su investigación sobre la divisibilidad y las propiedades de los números primos alimentaría más tarde la investigación de los siglos XIX y XX. 

Pierre de Fermat nació en Beaumont-Lomagne, Francia, el 20 de agosto de 1601. Su padre, Dominique Fermat, era un próspero comerciante, mientras que su madre, Claire de Long, era una mujer noble. Como resultado del pedigrí de su madre, Fermat disfrutó de un alto estatus social y más tarde eligió la profesión de abogado. Recibió una educación secundaria clásica, y probablemente estudió en la Universidad de Toulouse. En cualquier caso, sin duda vivió en Burdeos a finales de 1620, y en este momento comenzó sus investigaciones matemáticas.  

Fermat recibió el grado de licenciado en leyes civiles de la Universidad de Orleans en 1631, y se embarcó en su carrera legal en el parlamento local. El mismo año, Fermat se casó con su prima Louise de Long, con quien tuvo cinco hijos. Parece que Fermat disfrutaba de prosperidad financiera, y se le permitió el privilegio, como miembro de la aristocracia, de agregar “de” a su apellido. Sin embargo, su actuación en su oficina no fue satisfactoria, y Fermat avanzó solo a través de la muerte de sus colegas profesionales. En 1642 ascendió a los consejos más altos del parlamento, luego sirvió como presidente de la Chambre de l’Édit, que tenía jurisdicción sobre demandas legales entre hugonotes y católicos. Fermat fue un devoto católico a lo largo de toda su vida. 

Fermat disfrutó de cierta fama como matemático durante su propia vida, aunque su renuencia a publicar lo mantuvo alejado del renombre que podría haber obtenido. También tenía fama de ser un erudito clásico, ya que dominaba varios idiomas. Gozó de buena salud, sobrevivió a un ataque de peste en 1652 y murió en Castres el 12 de enero de 1665. 

El desarrollo de Fermat como matemático puede haber comenzado durante su período de Burdeos, momento en el que se familiarizó con las obras de François Viète. De Viète fue que Fermat adquirió la nueva álgebra simbólica, así como la concepción del álgebra como una herramienta útil para problemas geométricos. Fermat buscó basarse en los conceptos de Viète, incluida la capacidad de resolver y construir ecuaciones determinadas; su método a menudo implicaba reducir un problema dado a una clase conocida de problemas (muy parecido a un tipo de inducción inversa). Al principio, Fermat dependía en gran medida de los antiguos griegos para obtener ideas sobre análisis matemático, pero a menudo generalizaba los problemas originales considerados, utilizando el análisis de reducción y su genio natural para llegar a soluciones generales. 

En la primavera de 1636, Fermat ya había completado su Ad locos planos et solidos isagoge (Introducción a planos y sólidos), un trabajo que establece una geometría analítica que era extremadamente similar a la Géométrie (Geometría) de 1639 de René Descartes. Aunque estos trabajos fueron virtualmente idénticos en el uso de ecuaciones algebraicas para describir curvas geométricas, la cuestión de la prioridad no está resuelta, ya que cada matemático estaba trabajando independientemente. Fermat partió de los trabajos de Pappus de Alejandría y Apolonio de Perga, y se dio cuenta de que los loci de puntos discutidos por este último podían describirse mediante ecuaciones algebraicas en dos incógnitas. Luego empleó un solo eje con origen y ordenada en movimiento (similar al método gráfico de Descartes, que no involucraba coordenadas) para describir una curva dada. Luego, Fermat consideró la ecuación general de segundo grado re dirigiéndola a siete formas irreducibles (o casos especiales), que incluían líneas, hipérbolas, elipses, parábolas y círculos. La presentación de Fermat difería sustancialmente de la de Descartes, quien pasó por alto el tema de la construcción y se centró en una teoría avanzada de ecuaciones. Siguiendo las implicaciones de su investigación después de 1636, Fermat demostró la solución gráfica de ecuaciones algebraicas determinadas. En 1643 trató de extender sus métodos a sólidos de revolución (los sólidos obtenidos al hacer girar una curva sobre un eje fijo). Este último esfuerzo no tuvo éxito, ya que Fermat aún no tenía las herramientas de un sistema de coordenadas tridimensional, aunque estableció la base algebraica correcta para dicho sistema de geometría sólida. Fermat estableció la conexión entre la dimensión y el número de incógnitas, una contribución conceptual importante a la matemática del siglo XVII. 

Fermat también desarrolló un método de cálculo de máximos y mínimos de curvas, que esencialmente implicaba un cálculo de la derivada de un polinomio. Sin embargo, Fermat no utilizó ningún infinitesimal en su método, y por lo tanto su trabajo fue periférico a los fundamentos del cálculo. Utilizando su técnica, Fermat pudo determinar los centros de gravedad para figuras geométricas, así como la formación de rectas tangentes para una curva determinada. Este trabajo se convirtió en un punto central en un debate de 1638 con Descartes, quien criticó el trabajo de Fermat porque rivalizaba con sus propia matemática establecida en su Géométrie. Aunque finalmente hicieron las paces cuando Descartes admitió que su crítica a la obra de Fermat era inválida, los dos hombres permanecieron en conflicto; la reputación de Fermat, quien se negó rotundamente a publicar su obra, sufrió como resultado. 

La cuadratura de curvas (es decir, el cálculo del área bajo una curva por medio de su aproximación por rectángulos) también fue estudiada por Fermat, quien amplió las labores de Arquímedes de Siracusa sobre la espiral. Fermat fue capaz de aproximar un área determinada con una precisión arbitraria (a través del número de rectángulos elegidos), y así calcular el área debajo de ciertos polinomios simples. Al principio, su estilo era geométrico, basándose en figuras cuidadosamente dibujadas, pero luego adoptó un enfoque más algebraico. Sus diversos resultados sobre cuadraturas finalmente circularon en 1679, y para entonces ya estaban obsoletos, en vista del trabajo más completo de Sir Isaac Newton y Gottfried Leibniz. Parece que Fermat no se dio cuenta de que el método de las tangentes y la cuadratura eran inversos entre sí, y este trabajo ejerció poca influencia en la matemática posterior. 

Fermat es mejor conocido por su trabajo en teoría de números, que fue en gran parte descuidado por sus colegas del siglo XVII. Sus trabajos fueron completamente ignorados hasta que Leonhard Euler revivió el interés en el número; finalmente, en el siglo XIX Carl Friedrich Gauss y otros demostraron muchos de los resultados importantes y establecieron la teoría de números como un campo moderno de investigación matemática. Fermat estaba interesado en soluciones enteras de ecuaciones algebraicas, y su investigación inicial se centró en la divisibilidad y el estudio de los números primos. Sus métodos no son conocidos, porque la mayoría de sus resultados fueron escritos en cartas a amigos o en los márgenes de otros libros; aparentemente, Fermat usó la criba de Eratóstenes de Cirene como criterio de excelencia. Derivó varios teoremas importantes (sin pruebas), investigando la descomposición de primos como sumas de cuadrados. En este sentido, Fermat estaba interesado en soluciones enteras para x^n+y^n=z^n donde n es al menos dos. El hecho (probado recientemente por Andrew Wiles en 1994) de que no hay soluciones para n mayores que dos se conoce como el Último Teorema de Fermat; él anotó esta conjetura en el margen de uno de sus libros. 

Una técnica que Fermat aplicó repetidas veces era el método del descenso infinito: argumentaba por contradicción, construyendo una sucesión infinita de enteros decrecientes (positivos), que no podían existir. La principal importancia del trabajo de Fermat en teoría de números es el estímulo que le dio a la investigación a fines del siglo XVIII y XIX. 

Fermat también contribuyó al estudio de la óptica (sobre cuyo tema también debatió con Descartes, oponiéndose a su razonamiento a priori), y se le atribuye, junto con Blaise Pascal, como el fundador de la teoría de la probabilidad. A través de una serie de cartas escritas durante 1654, estos dos matemáticos intercambiaron una variedad de preguntas sobre probabilidad, como por ejemplo, cómo dividir justamente las apuestas de un juego interrumpido. Aunque sus métodos diferían un tanto (Fermat hacía cálculos directos en lugar de derivar fórmulas generales), ambos usaron el concepto de “ganancias esperadas”, definido a través de la expectativa matemática. 

Los últimos años de la vida de Fermat vieron poca interacción con otros matemáticos, ya que dedicaba cada vez más su tiempo libre a la teoría de números. Aunque su trabajo, especialmente sus esfuerzos en teoría de números, mereció el reconocimiento de sus colegas, Fermat cayó en una oscuridad creciente debido a su renuencia a publicar. Después del siglo XVII fue completamente olvidado, hasta que fue redescubierto por Euler y otros en el siglo XIX, cuando el renovado interés en la teoría de números se inspiró en su intelecto.

 


Fuente bibliográfica:

  • McElroy, Tucker (2005) A to Z of Mathematicians. Facts On File, Inc.

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Demócrito se cuenta entre los primeros matemáticos griegos que influyeron en el desarrollo posterior de la geometría. Aunque sus trabajos matemáticos no han sobrevivido, está claro que Demócrito tenía un gran interés en las cónicas y otros aspectos de la geometría sólida. Los grandes geómetras griegos Apolonio de Perga y Arquímedes de Siracusa llegaron mucho más tarde, pero incluso estudiaron algunos de los problemas investigados por Demócrito. 

La información sobre la vida de Demócrito está distorsionada por varios relatos no verificables. Una cronología ubica su nacimiento después del año 500 a.C. y su muerte alrededor del 404 a.C., y lo presenta como el maestro de Protágoras de Abdera; otra versión enmarca su vida mucho más tarde, presentándolo como un contemporáneo de Sócrates, naciendo alrededor del año 460 a.C. y muriendo en aproximadamente el 404 a.C. La mayoría de los estudiosos aceptan las últimas fechas. 

Demócrito nació en Abdera, Tracia, y era bastante rico. Viajó mucho, visitó Atenas y fue conocido como el “filósofo risueño”, ya que encontraba las locuras de la humanidad divertidas. Aunque más de 60 de sus obras estaban contenidas en la biblioteca de Alejandría, ninguna de ellas ha sobrevivido intacta, por lo que el conocimiento de sus escritos proviene completamente de citas y comentarios. Los alumnos de Demócrito propagaron su doctrina, y uno de ellos fue maestro de Epicuro. Por lo tanto, se piensa que el epicureísmo representa una elaboración de las teorías físicas de Demócrito. 

La teoría de los átomos no se originó con Demócrito, sus raíces se remontan al segundo milenio a.C., pero Demócrito desarrolló la idea ampliamente. Los átomos eran objetos indivisibles, los bloques de construcción básicos de la materia y el alma; las diferencias percibidas en los objetos surgen de la disposición y posición de los átomos dentro del vacío ambiental. La Tierra de Demócrito era plana y larga, con terremotos causados por fluctuaciones en la cantidad de agua en las cavidades subterráneas. 

Demócrito hizo uso de la esfera en su filosofía natural, ya que tanto el fuego como el alma consisten en átomos esféricos. Él veía la esfera como un ángulo puro, con lo que quería decir que estaba uniformemente doblada. Se cree que Demócrito concibió la esfera como un poliedro con caras minúsculas y, por lo tanto, creía que una tangente entra en contacto con un círculo a lo largo de una distancia y no en un solo punto. 

Discute la cuestión de si las dos superficies contiguas producidas cuando un cono se corta en rodajas horizontalmente son iguales. Si son iguales, podría parecer que un cono es más parecido a un cilindro; si son desiguales, el cono debe tener pasos pequeños. Estas preguntas golpean al corazón de la divisibilidad y al concepto del continuo, que serían tan intrigantes para los griegos posteriores como para los matemáticos europeos modernos. La propia opinión de Demócrito sobre el dilema no está clara. Arquímedes también registra que Demócrito examinó la proporción de tamaños entre cilindros, pirámides y prismas de la misma base y altura, pero no conocemos el alcance del conocimiento de Demócrito. 

Demócrito también exploró el campo de la biología, y derivó una doctrina de la evolución de la cultura que representa el desarrollo de las civilizaciones. Demócrito ejerció un dominio significativo sobre el pensamiento posterior en la filosofía natural, y su atomismo más tarde influyó en el epicureísmo. Es difícil medir el alcance de sus logros matemáticos, pero es evidente que sus investigaciones y preguntas provocaron las preguntas de los siguientes matemáticos.


Fuente bibliográfica:

  • McElroy, Tucker (2005) A to Z of Mathematicians. Facts On File, Inc.

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