Mari matematicieni ai lumii – 1

AL KARAJI (953-1029)   Numele său întreg este Abu Bekr ibn Muhammad ibn al-Husazn Al- Karaji  dar nu se poate presupune cu exactitate că familia lui provine din oraşul Karaj, din Iran – aşa cum ar indica numele, sau din Karkh, o suburbie a Bagdadului, mai ales că era cunoscut şi ca Al Kahri. Oricum, cea mai […]

AL KARAJI (953-1029)

 

Numele său întreg este Abu Bekr ibn Muhammad ibn al-Husazn Al- Karaji  dar nu se poate presupune cu exactitate că familia lui provine din oraşul Karaj, din Iran – aşa cum ar indica numele, sau din Karkh, o suburbie a Bagdadului, mai ales că era cunoscut şi ca Al Kahri. Oricum, cea mai mare parte a vieţii a trăit în Bagdad, unde a şi scris cea mai importantă lucrare a sa Al-Fakri, dedicată vizirului Fakr-Mulk. Şi-a făcut un scop din a culege şi de a restructura opera înaintaşilor, aşa cum era preocuparea de bază a savanţilor timpului, dar a adus şi contribuţii importante în matematică. A eliberat algebra de operaţiunile geometrice, folosind operaţiile algebrice care stau la baza algebrei de astăzi.
Astfel, el a fost primul care a definit monoamele
fig 1
 şi a dat regula produsului
.fig 2
 Fără a specifica numerele negative, şi fără a folosi că
fig 3,

a spus că relaţia era valabilă şi a dat o regulă de găsire a rădăcinii pătrate a multor numere.

 fig 4 Al-Karaji-Triangle-arithm
Cea mai importantă contribuţie o are însă, prin lucrarea Al kafi fi’l al- Hisab în deducerea coeficienţilor binomial şi la stabilirea relaţiilor între aceştia. Orice număr de pe o coloană este egal cu suma celor doi alăturaţi de pe coloana precedentă (aşa cum cunoaştem din actualul „triunghi al lui Pascal”).
fig. 5 tr pascal.ggb
Mai mult, el a stabilit, în limbajul de astăzi, că suma primelor numere naturale este fig 6,
 a calculat suma pătratelor primelor numere naturale ca fiind fig 7
,
 precum şi suma cuburilor fig 8
.
Pornind de la observaţia că  fig. 9 suma 1-10
,

 

 care mai este şi fig 10
,
 de fapt el a stabilit forma incipientă a principiului inducţiei matematice.
Formula din figura următoare reprezintă această formulă (atenţie: se citeşte de la dreapta spre stânga, precum în orice text arab), şi sunt folosite cifrele arabe[1].
 Fig11

 

Mai mult, Al Karaji foloseşte construcţii geometrice pentru a demonstra formulele sumelor. Aşa de exemplu pentru a demonstra că:
 fig 12
    el exemplică prin  exprimarea lui
 fig 13
 astfel:
fig.14 form sumei patratelor.ggb
 Suma ariilor pătratelor de laturi 1, 2, 3 şi 4 este egală cu aria pătratului mare din figură este mai puţin de câte două ori ariile dreptunghiurilor de laturi 1şi respectiv 2, 3 şi 4, apoi cele cu laturile  2 şi respectiv 3, şi 4 şi cele cu laturile 3 şi 4.
 fig 15
A fost influenţat de lucrările lui Diofant (sec III î.Hr.) recunoscând că mai toate problemele din cartea acestuia se găsesc în cartea sa, Al Badi fil-hisab,  dar a inclus şi multe probleme originale. De altfel Al-Karaji era supranumit „calculatorul” pentru uşurinţa cu care opera cu multe operaţii şi numere mari.
Se pare că în partea a doua a vieţii sale, Al Karaji a părăsit Bagdadul şi s-a retras în „ţara munţilor” – regiunea muntoasă a ţării, unde s-a dedicat ingineriei. Este celebru prin teoriile despre forări, aprovizionare cu apă a localităţilor, metode de irigaţie.
Popularea rapidă a oraşelor Bagdad, Cairo, Cordoba, Féz, tocmai făcuse necesară găsirea surselor de apă, rafinarea tehnicii de irigare şi optimizarea utilizării apei.
 fig .16 pompe apa Karaji
Fiind o problemă incitantă pentru spiritul său inventiv, şi susţinut de şeicul Abu Ghanin Ma’ruf Muhammad, s-a preocupat de această problemă. A scris Inbat-miyah al Khafiya  (în traducere – Carte de extracţie a apelor ascunse) în care a descris instrumentele de topografie, metode de construcţie a conductelor, a dat metode de întreţinere şi evitare a colmatării acestora. În afară de faptul că a avut o contribuţie originală în hidrologie, topografie şi studiul apelor subterane, este de remarcat faptul că lucrări construite după indicaţiile sale, în acea perioadă, au rezistat secolelor.  În imagine, vestigii ale unei instalaţii de pe râul Guadalquivir, din Cordoba.
fig 17. Cordoba_Guadalquivir_Noria_Wikimedia_Commons

Arabii au devenit faimoşi construcţiilor de acest gen.  În Arabia Saudită există şi acum un bazin de apă construit sub patronajul sultanei Zubaidah (soţia lui Harun al Rashid) dedicat musulmanilor care mergeau în pelerinaj la Mecca.

fig 18 bazin Zubaydah

 

Problemele de aritmetică de genul „intr-un bazin curg trei râuri. Dacă numai primul l-ar umple într-o zi, numai al doilea în două şi numai al treilea în trei, în câte zile l-ar umple curgând toate odată?” au fost pentru prima dată enunţat de Al Karaji.
 fig 19 problema bazin
 ( bazinul s-ar umple în 12 ore).
Singura deosebire în problemele de clasa a V-a este că nu este vorba despre râuri ci despre robinete.

 


[1] (Simina Ştefănescu, Numerele şi începuturile matematicii, ed. Psyhelp, Bacău, 2004)
sursa: simina-harmonie.blogspot.ro
Source Link

Views: 1

Mari matematicieni ai lumii – 5

Al-Battani (858 – 929)      Simina Harmonie   Se ştiu atât de puţine despre viaţa lui, ca şi despre a altor  savanţi ai timpului. Nu s-au păstrat manuscrisele din biblioteci, uneori incendiile au făcut ravagii, dar tradiţia era ca lucrările cele mai valoroase să fie traduse în latină. În acest fel au ajuns în […]

Al-Battani (858 – 929) 

 

 

Simina Harmonie

 

fig. 2. instrumente astronomice albattani1Se ştiu atât de puţine despre viaţa lui, ca şi despre a altor  savanţi ai timpului. Nu s-au păstrat manuscrisele din biblioteci, uneori incendiile au făcut ravagii, dar tradiţia era ca lucrările cele mai valoroase să fie traduse în latină. În acest fel au ajuns în Europa, chiar dacă trunchiate, sărăcite cumva de bogăţia datelor, sau dimpotrivă, cu exagerări datorate admiraţiei traducătorilor faţă de înaintaşi.
Despre Al Battani se bănuieşte că ar fi de origine princiară. Oricum, tatăl său a fost unul dintre marii producători de instrumente ştiinţifice, astronomice şi nu numai. S-a născut în oraşul Harran (actualmente localitatea se află în Turcia), dar a trăit în Ar Raqqah, un oraş situat în nordul Siriei (particule din numele său dovedesc acest fapt). Preocupările din familie l-au făcut să fie pur şi simplu îndrăgostit de astronomie, fapt pentru care a fost supranumitPtolemeu arabul, în occident însă a fost tradus cu numele latinizat de Albategni  sau Albatenius.S-a stins în timpul unei călătorii făcute împreună cu alţi savanţi la Bagdad, pentru a protesta faţă de impozitarea abuzivă la care erau supuşi.
În secolul al XVI-lea opera lui Al Battani a fost reeditată sub numele Ştiinţa astrelor.
Studiile sale asupra operei lui Ptolemeu  precum şi Aryabhatiya l-au ajutat să introducă folosirea termenului de semicoardă pentru măsura unghiului la centru (utilizată mai întâi, e drept, de Al Khwarizmi, dar fără al-l putea impune). Semicoarda   () defineşte sinusul unui unghi pe cercul trigonometric (cercul de rază egală cu unitatea). Până atunci se folosea coarda subîntinsă de unghiul dublu. Calculele din astronomie necesitau o mai mare rigoare, aşa că termenul s-a impus, mai ales că un secol mai târziu Abu Al Wafa şi Al Biruni au utilizat-o atât de frecvent încât aşa a rămas. Şi astăzi folosim aceeaşi definiţie pentru sinusul unui unghi.
fig 3 sinu
fig.4 Al battani, semicoarda
Tot el a fost cel care a utilizat rezultatul
fig 6 bsin A
 evident în triunghiul dreptunghic de catete a şi b (scrie de exemplu, teorema sinusurilor pentru acest triunghi).
fig. 5 tr drept.ggb
A stabilit şi că
fig 7 tg
 şi de asemenea  a fost primul care a utilizat funcţiile secantă şi cosecantă ale  unui unghi.
Se presupune că ar fi folosit şi relaţiile
fig 8 sin
 respectiv
fig. 9 cos
 pentru a calcula în funcţie de tangetă sinusul şi cosinusul unui unghi.

 

fig. 10. AlBattani - elementele lui Euclid

  Explicaţii date de Al Battani pentru o demonstraţie din Elementele lui Euclid.
Toate rezultatele pe care le-a stabilit în trigonometrie i-au folosit de fapt pentru a-şi desăvârşi calculele de astronomie alcătuind noi tabele  cu măsurători care le-au înlocuit pe cele vechi ale lui Ptolemeu.
A stabilit durata anului solar ca fiind de 365 de zile 5 ore 46 minute şi 24 secunde şi a determinat cu exactitate datele echinocţiilor. O descriere a bolţii cereşti divizată după semnele zodiacului este cuprinsă în una dintre cărţile sale Kitab al Zij, alcătuită din 57 de capitole. Cartea a fost publicată în Europa (în peninsula Iberică) pentru prima dată, în secolul al XII-lea sub numele „De motum sttelarum”.  Tot aici dă detalii despre cele cinci planete cunoscute până în acel moment (Mercur, Venus, Pământ, Marte Şi Jupiter), precum şi amănunte despre diferite instrumente  folosite în observatorul astronomic ca şi despre cadranul solar. A catalogat 489 de stele. A descoperit că eclipsele solare pot fi de formă inelară şi că distanţa maximă Soare-Pământ nu este constantă. În aceeaşi carte sunt de fapt, în primele capitole, toate relaţiile de trigonometrie pe care le-a introdus şi pe care le-a folosit. Cea mai frumoasă carte a sa, păstrată doar în traducere în latină este „De scientia sttelarum. De numeris sttelarum et motibus”.
fig 11 carte images

 

Cert este că lucrările sale au constituit bază de studiu pentru numeroşi savanţi europeni:Copernic (se consideră că măsurătorile făcute de Al Battani sunt mai riguroase decât ale lui Copernic), Tycho Brahe, Kepler, Galileo.
Realizările sale au fost atât de importante încât  un crater de pe Lună îi poartă numele. Dar mai apropiate de noi ar fi filmele ştiinţifico fantastice, cum ar fi celebrul Star Trec în care o navă stelară se numeşte Exelsior USS Al Battani, iar în Doctor Who există un sistem solar numitBattani 045.
fig 12. Al Battani, tr sferice
Triunghiuri sferice
Sursa: simina-harmonie.blogspot.ro
Source Link

Views: 4

Matematica Islamului de aur – 3

Simina Harmonie   Fără un suport material consistent, dezvoltarea ştiinţei, în speţă a matematicii, nu ar fi fost posibilă. Bogăţia imperiului pe de o parte şi mecenatul conducătorilor pe de alta sunt factori determinanţi. Era tradiţia ca toţi fiii marilor conducători să urmeze cursuri ale şcolilor de elită, să-i studieze pe antici (Euclid, Arhimede, Aristotel, […]

Simina Harmonie

 

Fără un suport material consistent, dezvoltarea ştiinţei, în speţă a matematicii, nu ar fi fost posibilă. Bogăţia imperiului pe de o parte şi mecenatul conducătorilor pe de alta sunt factori determinanţi. Era tradiţia ca toţi fiii marilor conducători să urmeze cursuri ale şcolilor de elită, să-i studieze pe antici (Euclid, Arhimede, Aristotel, Ptolemeu, Diofant). Era deci nevoie de şcoli şi de profesori.
Până în secolul al X-lea în lumea musulmană nu exista învăţământ organizat, nu existau şcoli, copiilor li se făceau lecţii de morală şi religie în cadrul moscheilor. Către sfârşitul secolului al X-lea a luat fiinţă învăţământul secundar, elevii având întreaga întreţinere asigurată. Unele şcoli aveau o programă de învăţământ de nivel universitar. Nivelul intelectual înalt al lumii islamice medievale este atestat şi de numărul mare de biblioteci precum, de numărul impresionant al volumelor din acestea (exista în Bagdad o bibliotecă însumând 12.000 de volume), precum şi prin calitatea traducerilor din greacă, sanscrită şi chineză. Bagdadul (actuala capitală a Irakului) a fost fieful cultural din timpul califului Al Mamun (a doua jumătate a secolului al VIII-lea). El a creat aici Casa inţelepciunii, Baït al Hikma, concepută de fapt de tatăl său, un adevărat laborator al literaturii, artelor şi ştiinţelor. Aici multe dintre cunoştinţele omenirii de până atunci au fost traduse în arabă din limbile antichităţii, dar şi invers, din arabă în turcă, persană, ebraică, latină.
Bagdadul (în arabă, Madinat As Salam, Oraşul păcii), capitala construită de califul Al Mamun, fiul lui Harun al Rashid (celebrul calif din “1001 de nopţi”), a devenit şi o înfloritoare capitală culturală a lumii musulmane. Al Mamun era obsedat de dorinţa de a asigura unitate şi grandoare vastului său imperiu. Legenda spune că într-o noapte califului i s-ar fi arătat în vis anticul Aristotel, un bătrân cu barbă albă, care aşezat pe un tron, i-ar fi vorbit despre înaintaşi, sfătuindu-l să aleagă calea legii, a credinţei şi a cunoaşterii. Califul a trimis imediat un grup de învăţaţi la Bizanţ pentru a aduce manuscrise şi texte filozofice şi ştiinţifice ale anticilor. Treptat savanţii au achiziţionat manuscrise de la arhivele de stat şi din colecţii private din Alexandria, Damasc, Antiohia, Harran şi alte oraşe. În consecinţă califul a ordonat ca lucrările vechilor greci să fie traduse în arabă (“Elementele” lui Euclid şi “Almagest” al lui Ptolemeu. Dintr-o campanie în India se spune ca Al Mamun ar fi adus o carte (în sanscrită) care se presupune a fi fost a lui Brahmagupta, şi a fost tradusă în arabă sub numele Sinhind.
Această iniţiativă ambiţioasă, a traducerilor în şi din arabă, a durat mai bine de 200 de ani.

Source Link

Views: 2