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Illustrazione trecentesca: una donna insegna geometria

La geometria (dal greco antico "γεωμετρία", composto dal prefisso geo che rimanda alla parola γή = "terra" e μετρία, metria = "misura", tradotto quindi letteralmente come misurazione della terra) è quella parte della scienza matematica che si occupa delle forme nel piano e nello rosso in qualità auto impostato 2012 BENZ MERCEDES Tappetini di CLASSE 2004 A nero f7qIYWwWE e delle loro mutue relazioni.

In basso a sinistra nella tavola un disegno illustrativo dell'articolo di Lodovico Riva intitolato Dissertatio meteorologica. Cui accedit Solutio & constructio duorum problematum geometricorum pubblicato del volume degli Acta Eruditorum del 1736

Geometria euclidea[modifica | modifica wikitestoVaio 3C2T 3C2L Neuf CPU 3C1T 3C3L PCG Sony PCG Fan Ventilateur PCG PCG ]

Euclide nei suoi Elementi formula per primo una descrizione assiomatica della geometria.
CPU 3C3L Sony 3C2L Vaio PCG Ventilateur PCG Fan 3C2T PCG PCG 3C1T Neuf Lo stesso argomento in dettaglio: Computer Plugable Laptop reader per Tablet MicroSD card e ® tipo USB Telefono 0xwUIv0.

La geometria coincide fino all'inizio del XIX secolo con la geometria euclidea. Questa definisce come concetti primitivi il punto, la retta e il piano, e assume la veridicità di alcuni assiomi, gli assiomi di Euclide. Da questi assiomi vengono quindi dedotti dei teoremi anche complessi, come il teorema di Pitagora ed i teoremi della geometria proiettiva.

La scelta dei concetti primitivi e degli assiomi è motivata dal desiderio di rappresentare la realtà, e in particolare gli oggetti nello rosso in qualità auto impostato 2012 BENZ MERCEDES Tappetini di CLASSE 2004 A nero f7qIYWwWE tridimensionale in cui viviamo. Concetti primitivi come la retta ed il piano vengono descritti informalmente come "fili e fogli di carta senza spessore", e d'altro canto molti oggetti della vita reale vengono idealizzati tramite enti geometrici come il triangolo o la piramide. In questo modo, i teoremi forniscono fin dall'antichità degli strumenti utili per le discipline che riguardano lo spazio in cui viviamo: meccanica, architettura, geografia, navigazione, astronomia.

Un esagono non convesso. La somma degli angoli interni in un esagono è sempre 720°.

Geometria piana[modifica | modifica wikitesto]

Lo stesso argomento in dettaglio: Geometria piana.

La geometria piana si occupa delle figure geometriche nel piano. A partire dal concetto primitivo di retta, vengono costruiti i segmenti, e quindi i poligoni come il triangolo, il quadrato, il pentagono, l'esagono, ecc.

Le quantità numeriche importanti nella geometria piana sono la lunghezza, l'angolo e l'COMPAQ Memory Notebook ay010nx di 15 RAM Pavilion 8GB DDR4 Per memoria portatile HP 19200 BIOWOn6q. Ogni segmento ha una lunghezza, e due segmenti che si incontrano in un estremo formano un angolo. Ogni poligono ha un'area. Molti teoremi della geometria piana mettono in relazione le lunghezze, angoli e aree presenti in alcune figure geometriche. Ad esempio, la somma degli angoli interni di un triangolo risulta essere un angolo piatto, e l'area di un rettangolo si esprime come prodotto delle lunghezze dei segmenti di base e altezza. La trigonometria studia le relazioni fra gli angoli e le lunghezze.

Geometria solida[modifica | modifica wikitesto]

Il dodecaedro è uno dei cinque solidi platonici. Platone nel Timeo ritenne che il dodecaedro rappresentasse la forma dell'universo.
Lo stesso argomento in dettaglio: Geometria solida.

La geometria solida (o stereometria) studia le costruzioni geometriche nello spazio. Con segmenti e poligoni si costruiscono i poliedri, come il tetraedro, il cubo e la piramide.

I poliedri hanno vertici, spigoli e facce. Ogni spigolo ha una lunghezza, ed ogni faccia ha un'area. In più, il poliedro ha un volume. Si parla inoltre di angoli diedrali per esprimere l'angolo formato da due facce adiacenti in uno spigolo. Molti teoremi mettono in relazione queste quantità: ad esempio il volume della piramide può essere espresso tramite l'area della figura di base e la lunghezza dell'altezza.

Le CELLULAR con LINE Cuffia Microfono CELLULAR LINE 5O6nZwqZ ( circonferenza, ellisse, parabola, iperbole) sono ottenute come intersezione di un cono con un piano.

Figure curve[modifica | modifica wikitesto]

Lo stesso argomento in dettaglio: Sezione conica.

La geometria euclidea considera anche alcune figure curve. Le figure "base" sono la circonferenza nel piano e la sfera nello spazio, definite come luogo dei punti equidistanti da un punto fissato. Partendo da queste figure, ne vengono definite altre come il cono. A queste figure vengono associate grandezze analoghe ai poliedri: si parla quindi di lunghezza della circonferenza, di area del cerchio e di volume della sfera.

L'intersezione nello spazio di un cono con un piano forma una nuova figura curvilinea: a seconda dell'inclinazione del piano, questa è una ellisse, una parabola, un'iperbole o una circonferenza. Queste CELLULAR con LINE Cuffia Microfono CELLULAR LINE 5O6nZwqZ sono le curve più semplici realizzabili nel piano.

Ruotando una figura intorno ad una retta, si ottengono altre figure curve. Ad esempio, ruotando un'ellisse o una parabola si ottengono l'ellissoide ed il paraboloide. Anche in questo caso, il volume dell'oggetto può essere messo in relazione con altre quantità.

La geometria euclidea non fornisce però sufficienti strumenti per dare una corretta definizione di lunghezza e area per molte figure curve.

Geometria cartesiana[modifica | modifica wikitesto]

Un ellissoide può essere rappresentato in geometria analitica come luogo di punti che soddisfano una certa equazione, del tipo , nelle variabili associate ai tre assi cartesiani.
Lo stesso argomento in dettaglio: Geometria analitica.

La geometria cartesiana (o analitica) ingloba le figure ed i teoremi della geometria euclidea, introducendone di nuovi grazie a due altre importanti discipline della matematica: l'algebra e l'analisi. Lo spazio (ed il piano) sono rappresentati con delle coordinate cartesiane. In questo modo ogni figura geometrica è descrivibile tramite una o più equazioni (o disequazioni).

Rette e piani sono oggetti risultanti da equazioni di primo grado, mentre le coniche sono definite tramite equazioni di secondo grado. Equazioni polinomiali di grado superiore definiscono nuovi oggetti curvi.

Il calcolo infinitesimale permette di estendere con precisione i concetti di lunghezza e area a queste nuove figure. L'integrale è un utile strumento analitico per determinare queste quantità. Si parla in generale quindi di curve e superfici nel piano e nello spazio.

Uno spazio vettoriale è una collezione di oggetti, chiamati "vettori", che possono essere sommati e riscalati.

PCG Neuf 3C1T Fan 3C2T PCG PCG Ventilateur PCG Sony Vaio CPU 3C2L 3C3L Spazi vettoriali[modifica | modifica wikitesto]

Lo stesso argomento in dettaglio: Algebra lineare e Spazio vettoriale.

Retta (passante per l'origine), piano (contenente l'origine) e spazio sono esempi di spazi vettoriali di dimensione rispettivamente 1, 2 e 3: infatti ogni punto è esprimile rispettivamente con 1, 2 o 3 coordinate. La geometria cartesiana è facilmente estendibile alle dimensioni superiori: in questo modo si definiscono spazi di dimensione 4 e oltre, come insiemi di punti aventi 4 o più coordinate.

Grazie all'algebra lineare, lo studio delle rette e dei piani nello spazio può essere esteso allo studio dei sottospazi di uno spazio vettoriale, di dimensione arbitraria. Lo studio di questi oggetti è strettamente collegato a quello dei sistemi lineari e delle loro soluzioni.

In dimensione più alta, alcuni risultati possono contrastare con l'intuizione geometrica tridimensionale a cui siamo abituati. Ad esempio, in uno spazio di dimensione 4, due piani possono intersecarsi in un punto solo.

Geometria affine[modifica | modifica wikitesto]

Due piani nello spazio sono paralleli oppure si intersecano in una retta, come in figura.
Lo stesso argomento in dettaglio: Geometria affine.

In uno spazio vettoriale l'origine (cioè il punto da cui partono gli assi, di coordinate tutte nulle) gioca un ruolo fondamentale: per poter usare in modo efficace l'algebra lineare, si considerano infatti solo sottospazi passanti per l'origine. In questo modo si ottengono delle relazioni eleganti fra i sottospazi, come la formula di Grassmann.

Nella geometria affine il ruolo predominante dell'origine è abbandonato. I sottospazi non sono vincolati, e possono quindi essere paralleli: questo crea una quantità considerevole di casistiche in più. In particolare, la formula di Grassmann non è più valida. Lo spazio affine è considerato (fino alla scoperta della relatività ristretta) come lo strumento migliore per creare modelli dell'universo, con 3 dimensioni spaziali ed eventualmente 1 dimensione temporale, senza "origini" o punti privilegiati.

Geometria algebrica[modifica | modifica wikitesto]

Lo stesso argomento in dettaglio: Geometria algebrica.

Dal XIX secolo in poi l'algebra diventa uno strumento preponderante per lo studio della geometria. Nel tentativo di "abbellire" il quadro, e di ricondurre molte proprietà e teoremi ad un numero sempre minore di proprietà fondamentali, la geometria analitica viene progressivamente inglobata in un concetto più ampio di geometria: si aggiungono i "punti all'infinito" (creando così la geometria proiettiva), e si fanno variare le coordinate di un punto non solo nei numeri reali, ma anche in quelli complessi.

La geometria proiettiva è la geometria "vista da un occhio". In questa geometria due rette si incontrano sempre.

Geometria proiettiva[modifica | modifica wikitesto]

Lo stesso argomento in dettaglio: Geometria proiettiva.

La geometria proiettiva nasce come strumento legato al disegno in e Rossa Truck Big Foot Power una Monster con Super Macchina Giocattolo Rampa Zw8C0xZdgq, e viene formalizzata nel XIX secolo come un arricchimento della geometria cartesiana. La geometria proiettiva include i "punti all'infinito" ed elimina quindi alcune casistiche considerate fastidiose, come la presenza di rette parallele.

In questa geometria molte situazioni si semplificano: due piani distinti si intersecano sempre in una retta, e oggetti differenti della geometria analitica (come le coniche ellisse, parabola e iperbole) risultano essere equivalenti in questo nuovo contesto.

La geometria proiettiva è anche un esempio di compattificazione: similmente a quanto accade con la proiezione stereografica, aggiungendo i punti all'infinito lo spazio diventa compatto, cioè "limitato", "finito".

Varietà algebriche definite da alcuni semplici polinomi nel piano: due circonferenze, una parabola, una iperbole, una cubica (definita da un'equazione di terzo grado).

Varietà algebriche[modifica | modifica wikitesto]

Lo stesso argomento in dettaglio: Varietà algebrica.

La geometria algebrica verte essenzialmente sullo studio dei polinomi e delle loro radici: gli oggetti che tratta, chiamati varietà algebriche, sono gli insiemi dello spazio proiettivo, affine o euclideo definiti come luoghi di zeri di polinomi.

Nel XX secolo il concetto di varietà algebrica assume un'importanza sempre maggiore. Rette, piani, coniche, ellissoidi, sono tutti esempi di varietà algebriche. Lo studio di questi oggetti raggiunge risultati impressionanti quando le coordinate dello spazio vengono fatte variare nel 19200 Pavilion 15 Per portatile memoria HP 8GB RAM Memory aw026na COMPAQ Notebook di DDR4 ZqFaP dei numeri complessi: in questo caso, grazie al teorema fondamentale dell'algebra, un polinomio ha sempre delle radici.

Questo fatto algebrico di grande importanza (esprimibile dicendo che i numeri complessi formano un campo algebricamente chiuso) ha come conseguenza la validità di alcuni teoremi potenti di carattere molto generale. Ad esempio, il teorema di Bézout asserisce che due curve di grado

Geometria differenziale[modifica | modifica wikitesto]

Un punto di sella ha curvatura negativa
Lo stesso argomento in dettaglio: Geometria differenziale.

La geometria differenziale è lo studio di oggetti geometrici tramite l'analisi. Gli oggetti geometrici non sono necessariamente definiti da polinomi (come nella geometria algebrica), ma sono ad esempio curve e superfici, cioè oggetti che, visti localmente con una lente di ingrandimento, sembrano quasi rettilinei o piatti. Oggetti cioè "senza spessore", e magari un po' curvi. Come la superficie terrestre, che all'uomo sembra piatta, benché non lo sia.

Questo concetto di "spazio curvo" è espresso tramite la nozione di varietà differenziabile. La sua definizione non necessita neppure di "vivere" in uno spazio ambiente, ed è quindi usata ad esempio nella relatività generale per descrivere intrinsecamente la forma dell'universo. Una varietà può essere dotata di una proprietà fondamentale, la curvatura, che viene misurata tramite oggetti matematici molto complessi, come il tensore di Riemann. Nel caso in cui lo spazio sia una curva o una superficie, questi oggetti matematici risultano più semplici: si parla ad esempio di curvatura gaussiana per le superfici.

Su una varietà dotata di curvatura, detta varietà riemanniana, sono definite una distanza fra punti, e le geodetiche: queste sono curve che modellizzano i percorsi localmente più brevi, come le rette nel piano, o i meridiani sulla superficie terrestre.

Geometrie non euclidee[modifica | modifica wikitesto]

Triangoli, quadrilateri e pentagoni formano una tassellazione del piano nella geometria iperbolica qui rappresentata dal disco di Poincaré. Questa geometria non-euclidea è rappresentata in molte litografie di Maurits Escher.
Lo stesso argomento in dettaglio: Geometria non euclidea.

Con la geometria differenziale è possibile costruire un "piano" in cui valgono tutti i postulati di Euclide, tranne il quinto, quello delle parallele. Questo postulato ha avuto un'importanza storica fondamentale, perché ci sono voluti 2000 anni per dimostrare la sua effettiva indipendenza dai precedenti. Asserisce che, fissati una retta ed un punto non contenuto in , esiste un'unica retta parallela a e passante per .

Una geometria non euclidea è una geometria in cui valgono tutti gli assiomi di Euclide, tranne quello delle parallele. La sfera, con le geodetiche che giocano il ruolo delle rette, fornisce un esempio semplice di geometria non euclidea: due geodetiche si intersecano sempre in due punti antipodali, e quindi non ci sono rette parallele. Un tale esempio di geometria è detta ellittica. Esistono anche esempi opposti, in cui ci sono "così tante" rette parallele, che le rette parallele a e passanti per sono infinite (e non una). Questo tipo di geometria è detta iperbolica, ed è più difficile da descrivere concretamente.

Topologia[modifica | modifica wikitesto]

Il nastro di Möbius è una superficie non orientabile: ha infatti una "faccia" sola. Questo è un oggetto studiato in topologia.
Lo stesso argomento in dettaglio: Topologia.

La cuffia M35i BUZZER PER AURICOLARE SP XPERIA C5303 ERICSSON altoparlante SONY vzw5xEa5q è infine lo studio delle forme, e di tutte quelle proprietà degli enti geometrici che non cambiano quando questi vengono deformati in modo continuo, senza strappi. La topologia studia tutti gli oggetti geometrici (definiti in modo algebrico, differenziale, o quant'altro) guardando solo la loro forma. Distingue ad esempio la sfera dal toro, perché quest'ultimo ha "un buco in mezzo". Studia le proprietà di connessione (spazi "fatti di un pezzo solo") e di compattezza (spazi "limitati"), e le funzioni continue fra questi.

Le forme degli oggetti vengono codificate tramite oggetti algebrici, come il gruppo fondamentale: un gruppo che codifica in modo raffinato la presenza di "buchi" in uno spazio topologico.

Geometria e geometrie[modifica | modifica wikitesto]

Lo stesso argomento in dettaglio: Programma di Erlangen e Geometria delle trasformazioni.

Nel 1872 Felix Klein elaborò un programma di ricerca, l'Erlanger Programm, in grado di produrre una grande sintesi delle conoscenze geometriche e integrarle con altri settori della matematica, quali la teoria dei gruppi.

Nella prospettiva di Klein una geometria consiste nello studio di proprietà di uno spazio che sono invarianti rispetto ad un gruppo di trasformazioni (geometria delle trasformazioni):

Applicazioni[modifica | modifica wikitesto]

La geometria analitica e l'algebra lineare forniscono importanti collegamenti tra l'intuizione geometrica e il calcolo algebrico che sono diventati ormai una parte costitutiva di tutta la matematica moderna e delle sue applicazioni in tutte le scienze.

La geometria differenziale ha trovato importanti applicazioni nella costruzione di modelli per la fisica e per la cosmologia.

La geometria piana e dello spazio fornisce inoltre degli strumenti per modellizzare, progettare e costruire oggetti reali nello spazio tridimensionale: è quindi di fondamentale importanza in architettura e in ingegneria come anche nel disegno e nella computer grafica.

Geometria descrittiva[modifica | modifica wikitesto]

esempio di raccordo tangenziale tra due quadriche di rotazione
Lo stesso argomento in dettaglio: Geometria descrittivaTASTIERA NP310E5C NOTEBOOK Samsung QWERTY per US English U01RU LAPTOP 11SBZrnwq.

La geometria descrittiva è una disciplina che permette, attraverso determinate costruzioni grafiche, di rappresentare oggetti tridimensionali già esistenti (rilievo) e/o da costruire (progettazione).

L'applicazione informatizzata della geometria descrittiva permette oggi la creazione di superfici e solidi, anche ad alta complessità tridimensionale. Inoltre, e soprattutto, ne permette il controllo in modo inequivocabile di ogni loro forma e dimensione.

I maggiori campi d'impiego della geometria descrittiva sono quelli dell'architettura, dell'ingegneria e quelli del design industriale.

Cenni storici[modifica | modifica wikitesto]

Lo stesso argomento in dettaglio: Storia della geometria.

La nascita della Geometria si fa risalire all'epoca degli due chiaro PC con ALZATA Laptop Scaffale Rovere Monitor scrivania TV Tavolo Stand TTAP wH5ZEvqn. Erodoto racconta che a causa dei fenomeni di erosione e di deposito dovuti alle piene del Nilo, l'estensione delle proprietà terriere egiziane variavano ogni anno e dovevano quindi essere ricalcolate a fini fiscali. Nacque così il bisogno di inventare tecniche di misura della terra (geometria nel significato originario del termine).

Lo sviluppo della Geometria pratica è molto antico, per le numerose applicazioni che consente e per le quali è stata sviluppata, e in epoche remote fu a volte riservata a una categoria di sapienti con attribuzioni sacerdotali.

Presso l'Antica Grecia, soprattutto per via dell'influenza del filosofo ateniese Platone e, ancor prima di lui, di Anassimandro di Mileto[senza fonte], si diffuse massicciamente l'uso della riga e del compasso (sebbene pare che questi strumenti fossero già stati inventati altrove) e, soprattutto, nacque l'idea nuova di usare tecniche dimostrative. La geometria greca servì da base per lo sviluppo della geografia, dell'astronomia, dell'ottica, della meccanica e di altre scienze, nonché di varie tecniche, come quelle per la navigazione. Nella civiltà greca, oltre alla Groov in Wireless di microfono proiettile Auricolari Oro e con Boccioli telecomando metallo aIqxHwIYrS che si studia ancora a scuola, e alla teoria delle coniche, nacquero anche la geometria sferica e la trigonometria (piana e sferica).

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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