Όλα τα τρίγωνα είναι ισοσκελή!
Στη συνέχεια αναπτύσσεται ένας συλλογισμός, το συμπέρασμα του οποίου είναι
ότι κάθε τρίγωνο είναι ισοσκελές. Μπορείτε να εντοπίσετε το λάθος σε αυτό
το συλλογισμό;
«Στο τρίγωνο ΑΒΓ η διχοτόμος της γωνίας Α και
η μεσοκάθετος της ΒΓ τέμνονται στο σημείο Δ.
Άρα ΔΕ = ΔΖ και ΔΒ = ΔΓ.
Συνεπώς τα ορθογώνια τρίγωνα
ΔΒΕ και ΔΓΖ είναι ίσα. Οπότε ΒΕ = ΓΖ . (1)
Επιπλέον ΑΔΕ = ΑΔΖ (ΑΔ κοινή, 𝛦𝛢
󰆹
𝛥 = 𝛧𝛢
󰆹
𝛥,
𝛦
= 𝛧
= 90
𝜊
). Άρα ΑΕ = ΑΖ. (2)
Από (1), (2) προκύπτει ΑΒ = ΑΓ
Ας δούμε τη συζήτηση που έγινε για αυτό το πρόβλημα στην τάξη του Μελέτη και
της Σοφίας:
Καθηγητής: Στο σχήμα που βλέπετε
στον πίνακα ιπλανό σχήμα) δίνεται
ένα τρίγωνο ΑΒΓ και έστω ότι η
διχοτόμος της γωνίας Α και η
μεσοκάθετος της ΒΓ τέμνονται στο
σημείο Δ. Να αποδείξετε ότι ΑΒ = ΑΓ.
(Μετά από λίγα λεπτά)
Μελέτης: Κύριε το βρήκα.
Καθηγητής: Για πες μας Μελέτη.
Μελέτης: Αν ΔΕ και ΔΖ οι αποστάσεις του Δ από τις πλευρές ΑΒ και ΑΓ
αντίστοιχα τότε ΔΕ = ΔΖ. Επιπλέον το Δ ανήκει στη μεσοκάθετο του ΒΓ οπότε ΔΒ
= ΔΓ. Συνεπώς τα ορθογώνια τρίγωνα ΔΒΕ και ΔΓΖ είναι ίσα. Οπότε ΒΕ = ΓΖ . (1)
Επιπλέον ΑΔΕ = ΑΔΖ (ΑΔ κοινή, 𝛦𝛢
󰆹
𝛥 = 𝛧𝛢
󰆹
𝛥, 𝛦
= 𝛧
= 90
𝜊
). Άρα ΑΕ = ΑΖ. (2)
Προσθέτοντας κατά μέλη τις σχέσεις (1), (2) προκύπτει ΑΒ = ΑΓ.
Σοφία: Κύριε νομίζω ότι κάτι άλλο θέλετε να μας πείτε.
Καθηγητής: Τι εννοείς Σοφία;
Σοφία: Από την αρχή που θέσατε το ερώτημα σκέφτομαι ότι κάτι δεν πάει καλά.
Καθηγητής: Δηλαδή;
Σοφία: Φαίνεται ότι αποδείξαμε ότι κάθε τρίγωνο είναι ισοσκελές. Το οποίο
είναι προφανώς λανθασμένο.
Καθηγητής: Υπάρχει κάποιο πρόβλημα στο συλλογισμό του Μελέτη;
Σοφία: Ο συλλογισμός του Μελέτη βασίστηκε στο σχήμα το οποίο πρέπει να είναι
λάθος.
Καθηγητής: Τι εννοείς όταν λες ότι το σχήμα είναι λάθος.
Σοφία: Αν θυμάμαι καλά είχαμε πει ότι η διχοτόμος μιας γωνίας τριγώνου
σχηματίζει με τη μικρότερη πλευρά που την περιέχει, γωνία μικρότερη από την
γωνία που σχηματίζει η διάμεσος του τριγώνου που διέρχεται από την ίδια
κορυφή.
Καθηγητής: Αυτό ισχύει, αλλά τι σχέση έχει με το σχήμα που υποστηρίζεις ότι
είναι λανθασμένο;
Σοφία: Αν συμβαίνει αυτό, τότε το σημείο τομής της διχοτόμου της γωνίας Α και
της μεσοκαθέτου της ΒΓ τέμνονται εκτός του τριγώνου ΑΒΓ. Βέβαια, αν το
τρίγωνο είναι ισοσκελές τότε το Δ είναι το μέσο του ΒΓ.
Καθηγητής: Εντάξει Σοφία, έχεις
δίκιο. Θα σχεδιάσω ένα σχήμα στο
οποίο η διχοτόμος της γωνίας Α και η
μεσοκάθετος της ΒΓ τέμνονται εκτός
του τριγώνου. Θεωρείς ότι δεν θα
μπορούμε να αποδείξουμε ότι ΑΒ = ΑΓ;
Μελέτης: Κύριε, εγώ και τώρα μπορώ να το αποδείξω.
Καθηγητής: Για πες μας Μελέτη.
Μελέτης: Είναι ΔΕ = ΔΖ (αποστάσεις του σημείου Δ της διχοτόμου της γωνίας Α
από τις πλευρές της). Επιπλέον είναι ΔΒ = ΔΓ επειδή το Δ είναι σημείο της
μεσοκαθέτου της ΒΓ. Οπότε τα ορθογώνια τρίγωνα ΔΒΕ και ΓΔΖ είναι ίσα.
Συνεπώς ΒΕ = ΓΖ (3) Επιπλέον τα ορθογώνια τρίγωνα ΑΔΕ και ΑΔΖ είναι ίσα
επειδή έχουν την ΑΔ κοινή και Ε𝛢
󰆹
Δ = Ζ𝛢
󰆹
Δ . Άρα ΑΕ = ΑΖ (4). Αφαιρώντας τη
σχέση (3) από τη σχέση (4) κατά μέλη προκύπτει ότι: ΑΒ = ΑΓ.
Τέλος 1ης ώρας
Δεύτερη ώρα
Σοφία: Κύριε στο διάλειμμα έκανα το σχήμα σε πρόγραμμα δυναμικής
γεωμετρίας και είδα ότι και πάλι προσπαθήσατε να μας παραπλανήσετε.
Καθηγητής: Τι εννοείς Σοφία;
Σοφία: Στο δυναμικό σχήμα που έκανα παρατήρησα ότι αν ΑΒ < ΑΓ, τότε η
προβολή του Δ στην ΑΒ πέφτει εκτός του ΑΒ, ενώ η προβολή του Δ στην ΑΓ
πέφτει εντός του ΑΓ.
Καθηγητής: Δηλαδή Σοφία θεωρείς ότι το σωστό σχήμα είναι όπως το
παρακάτω;
Σοφία: Ακριβώς.
Καθηγητής: Μελέτη μήπως μπορείς να αποδείξεις και πάλι ότι ΑΒ = ΑΓ;
Μελέτης: Κύριε τώρα δεν γίνεται να εφαρμόσουμε το ίδιο επιχείρημα επειδή η
ΑΒ πρέπει να προκύψει ως διαφορά και η ΑΓ ως άθροισμα.
Καθηγητής: Μήπως έχετε κάποιο επιχείρημα γι’ αυτή την υπόθεση της Σοφίας
ή θα πιστέψουμε το πρόγραμμα δυναμικής γεωμετρίας;
Σοφία: Κύριε πολλές φορές μας έχετε πει ότι η γεωμετρία δεν είναι θέμα πίστης.
Καθηγητής: Εντάξει Σοφία. Μήπως λοιπόν μπορείτε να προσδιορίσετε τι θα
πρέπει να αποδείξουμε για να ισχύει αυτό που μας είπες;
Σοφία: Ναι κύριε, αυτό το είχα σκεφτεί. Αρκεί να αποδείξουμε ότι η γωνία ΑΒΔ
είναι αμβλεία και ότι η γωνία ΑΓΔ είναι οξεία.
Μελέτης: Αυτό είναι εύκολο. Η γωνία ΑΒΔ είναι εξωτερική του ορθογώνιου
τριγώνου ΒΕΔ, οπότε είναι αμβλεία.
Καθηγητής: Μελέτη με τον τρόπο αυτό έχεις χρησιμοποιήσει αυτό που θες να
αποδείξεις. Θα πρέπει να μην θεωρούμε δεδομένο ότι το Ε είναι εκτός της ΑΒ.
Δηλαδή χρειαζόμαστε επιχειρήματα που δεν χρησιμοποιούν τα Ε και Ζ.
Σοφία: Κύριε νομίζω ότι στο σημείο
αυτό χρειαζόμαστε κάποια βοήθεια.
Καθηγητής: Εντάξει Σοφία. Μήπως
μπορείτε να αποδείξετε ότι τα σημεία
Α, Β, Γ και Δ ανήκουν στον ίδιο κύκλο;
Σοφία: Κύριε επειδή πλέον δεν
πιστεύω τίποτα από αυτά που μας
λέτε θα το ελέγξω πρώτα στο
πρόγραμμα δυναμικής γεωμετρίας και
μετά θα προσπαθήσουμε να το
αποδείξουμε.
Καθηγητής: Όπως νομίζετε.
Σοφία: Μελέτη, στο πρόγραμμα φαίνεται ότι ισχύει.
(Μετά από λίγα λεπτά)
Μελέτης: Νομίζω ότι το βρήκα.
Καθηγητής: Για πες μας Μελέτη.
Μελέτης: Αν θεωρήσουμε τον κύκλο που διέρχεται από τα Α, Β και Γ, αρκεί να
αποδείξουμε ότι και το Δ ανήκει σε αυτόν.
Καθηγητής: Ωραία.
Μελέτης: Η μεσοκάθετος του ΒΓ διέρχεται από το μέσο του τόξου ΒΓ. Η
διχοτόμος της εγγεγραμμένης γωνίας Α διέρχεται και αυτή από το μέσο του τόξου
ΒΓ στο οποίο βαίνει. Άρα το σημείο τομής της διχοτόμου της γωνίας Α και η
μεσοκάθετος του ΒΓ τέμνονται στο μέσο Δ του τόξου ΒΓ . Συνεπώς το Δ ανήκει
στον κύκλο των Α, Β και Γ.
Καθηγητής: Πολύ καλά. Μπορείτε τώρα να αξιοποιήσετε αυτό το στοιχείο για
να αποδείξετε ότι, αν ΑΒ < ΑΓ, τότε η γωνία ΑΒΔ είναι αμβλεία και η γωνία ΑΓΔ
είναι οξεία;
(Μετά από λίγα λεπτά)
Μελέτης: Κύριε, πρέπει να το βρήκα.
Καθηγητής: Σε ακούμε Μελέτη.
Μελέτης: Έχουμε ΒΔ ίσο με ΔΓ άρα και τα αντίστοιχα (μικρά) τόξα ΒΔ και ΔΓ
είναι ίσα. Επιπλέον, αν ΑΒ μικρότερο του ΑΓ, τότε και τα (μικρά) τόξα ΑΒ και ΑΓ
είναι όμοια άνισα. Συνεπώς το τόξο ΑΒΔ είναι μικρότερο από το τόξο ΑΓΔ και
επειδή το άθροισμά τους είναι 360
ο
θα πρέπει το τόξο ΑΒΔ να είναι μικρότερο από
180
ο
και το τόξο ΑΓΔ να είναι μεγαλύτερο από 180
ο
. Οπότε, η εγγεγραμμένη γωνία
ΑΓΔ στο τόξο ΑΒΔ είναι οξεία και η εγγεγραμμένη γωνία ΑΒΔ στο τόξο ΑΓΔ είναι
αμβλεία. Αυτό είναι που θέλαμε να αποδείξουμε.
Σοφία: Μελέτη, είσαι καταπληκτικός λύτης.
Μελέτης: Σοφία, αν δεν ήσουν τόσο προσεκτική εγώ ακόμη θα πίστευα ότι
έχουμε αποδείξει ότι όλα τα τρίγωνα είναι ισοσκελή.
Σοφία και Μελέτης: Ευχαριστούμε κύριε!