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Il teorema di Carnot |
Nella figura animata seguente possiamo modificare il triangolo A,B,C agendo col mouse sui suoi vertivi. Su ogni lato abbiamo costruito un quadrato e l'area di ognuno di questi quadrati risulta uguale alla somma delle aree dei quadrati sugli altri due lati meno (per angoli acuti) una parte comune. Il focus del teorema consiste nel dimostrare che le aree dei rettangoli attorno a un angolo, che abbiamo rappresentato con le stesso colore, sono uguali. L'animazione mostra che tanto più l'angolo è acuto tanto più le aree aumentano. Se l'angolo è retto le aree si annullano e abbiamo il teorema di Pitagora. La relazione precisa che lega queste aree all'ampiezza dell'angolo si ottiene, usando la definizione di coseno di un angolo, facilmente: l'area blu costruita su AC vale ![]() mentre quella costruita su CB ![]() che sono, stante la proprietà commutativa del prodotto, chiaramente uguali. ![]() Una dimostrazione sintetica elementare dell'uguaglianza delle aree è identica alla dimostrazione di Euclide
del teorema di Pitagora (Elementi, Libro I, teorema 47) dove viene dimostrato che l'area del quadrato costruito su un cateto di un
triangolo rettangolo è uguale all'area del rettangolo che ha per lati l'ipotenusa e la proiezione ortogonale di quel cateto sull'ipotenusa.
Muovendo i punti H (e K) le aree triangoli blu non cambiano perché
non cambia la base e l'altezza. Se H = B' quast'area è la metà di quella del rettangolo che stiamo considerando,
mentre se H = B quest'area è quella del triangolo A''BC. Analogamente, se K = A' l'area del triangolo la metà di quella
del rettangolo, mentre se K=A quest'area è quella del triangolo B''AC. La dimostrazione si completa osservando che i due
triangoli A''BC e B''AC sono uguali perché hanno due lati uguali (CB''=CB e CA''= CA) e l'angolo in C comune. |