26.09.2013 Views

Hvad er matematik? C, i-bog Claudius Ptolemaios ... - Gymportalen

Hvad er matematik? C, i-bog Claudius Ptolemaios ... - Gymportalen

Hvad er matematik? C, i-bog Claudius Ptolemaios ... - Gymportalen

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

<strong>Claudius</strong> <strong>Ptolemaios</strong> levede i Alexandria omkring 150 e.v.t.,<br />

og han var en meget betydningsfuld astronom, geograf og<br />

<strong>matematik</strong><strong>er</strong>. Hans mest<strong>er</strong>værk ”Almagest” <strong>er</strong> en<br />

omfattende afhandling om alle aspekt<strong>er</strong> af matematisk<br />

astronomi bl.a. en model for planet<strong>er</strong>nes bevægelse.<br />

”Almagest” viste sig at blive et særdeles vigtigt værk, som<br />

astronom<strong>er</strong> anvendte m<strong>er</strong>e end 1500 år eft<strong>er</strong>, <strong>Ptolemaios</strong><br />

skrev det. Værket <strong>er</strong> blevet ov<strong>er</strong>sat fl<strong>er</strong>e gange og i<br />

slutningen af dette dokument, kan du se tre forskellige<br />

udgav<strong>er</strong> af ”Almagest”.<br />

Til højre ses et træsnit, som illustration på en side i en<br />

udgave af ”Almagest” fra 1496.<br />

Et af hovedproblem<strong>er</strong>ne i astronomien i oldtiden var<br />

b<strong>er</strong>egning af planetban<strong>er</strong>. Problemet var, at man ikke kunne<br />

finde en model, d<strong>er</strong> rent faktisk passede sammen med de<br />

astronomiske obs<strong>er</strong>vation<strong>er</strong> måling<strong>er</strong> man lavede. I dag ved<br />

vi, at en af de ting, d<strong>er</strong> især voldte astronom<strong>er</strong>ne store<br />

kval<strong>er</strong>, var planet<strong>er</strong>nes retrograde bevægelse, dvs. den<br />

obs<strong>er</strong>vation at planet<strong>er</strong>ne somme tid<strong>er</strong> så ud til at bevæge<br />

sig baglæns!<br />

Ifølge <strong>Ptolemaios</strong> bevægede Solen og alle planet<strong>er</strong>ne (i rækkefølgen Månen, M<strong>er</strong>kur, Venus, Solen, Mars,<br />

Jupit<strong>er</strong> og Saturn) sig i jævne cirkelbevægels<strong>er</strong> rundt om Jorden, som stod stille i univ<strong>er</strong>sets centrum<br />

(<strong>Ptolemaios</strong>’ v<strong>er</strong>densbillede var altså geocentrisk). <strong>Ptolemaios</strong>´ antagels<strong>er</strong> <strong>er</strong>, at planet<strong>er</strong>ne bevæg<strong>er</strong> sig i<br />

jævne cirkelbevægels<strong>er</strong> rundt om Solen (i ekliptikas plan), som også selv bevæg<strong>er</strong> sig i en jævn<br />

cirkelbevægelse rundt om Jorden.<br />

Men cirkelbevægels<strong>er</strong>ne rundt om Jorden passede dårligt med de astronomiske måling<strong>er</strong>, så d<strong>er</strong>for lod<br />

<strong>Ptolemaios</strong> planet<strong>er</strong>ne bevæge sig på en lille cirkel, d<strong>er</strong> kaldes en epicykel. Den lille cirkels centrum C lod<br />

<strong>Ptolemaios</strong> så udføre en jævn cirkelbevægelse rundt om Jorden. D<strong>er</strong>med havde han fundet en model, d<strong>er</strong><br />

rent faktisk kunne forklare de retrograde bevægels<strong>er</strong>!<br />

En forenklet model af <strong>Ptolemaios</strong>’<br />

palnet model ses til venstre.<br />

Til højre ses <strong>Ptolemaios</strong> model for<br />

Mars’ bane rundt om jorden.<br />

Bemærk, at jorden <strong>er</strong> forskudt lidt<br />

væk fra def<strong>er</strong>entens centrum, for at<br />

få modellen til at stemme ov<strong>er</strong>ens<br />

med de astronomiske<br />

obs<strong>er</strong>vation<strong>er</strong>.<br />

Figuren nedenfor vis<strong>er</strong> fx Mars’ bane obs<strong>er</strong>v<strong>er</strong>et ov<strong>er</strong> en p<strong>er</strong>iode på ca. 2 år fra februar 1708 til novemb<strong>er</strong><br />

1709. H<strong>er</strong> ses Mars’ retrograde bevægelse, som fandt sted i p<strong>er</strong>ioden novemb<strong>er</strong> til februar.<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

1


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

Nedenfor ses en plan gengivelse af Mars’ bane beskrevet ovenfor. <strong>Ptolemaios</strong> beskrev faktisk Mars’ bane,<br />

som en komplic<strong>er</strong>et epicykel-lignende kurve, som stemte ov<strong>er</strong>ens med de astronomiske obs<strong>er</strong>vation<strong>er</strong><br />

(med den nøjagtighed, man kunne opnå på hans tid).<br />

Epicykelteorien vandt stor tilslutning bl.a. fordi den kunne bruges til at forudsige planetposition<strong>er</strong> med god<br />

nøjagtighed i forhold til de astronomiske obs<strong>er</strong>vation<strong>er</strong>.<br />

Det kan virke naivt, når <strong>Ptolemaios</strong> sådan bare postul<strong>er</strong><strong>er</strong>, at Jorden <strong>er</strong> i univ<strong>er</strong>sets centrum, og at alle<br />

planet<strong>er</strong>ne bevæg<strong>er</strong> sig i jævne cirkelbevægels<strong>er</strong>. Men han brug<strong>er</strong> stort set den samme metode som<br />

videnskabsmænd brug<strong>er</strong> den dag i dag: Man obs<strong>er</strong>v<strong>er</strong><strong>er</strong>, hvad d<strong>er</strong> foregår i naturen, og ud fra disse<br />

obs<strong>er</strong>vation<strong>er</strong> prøv<strong>er</strong> man at opstille en model, d<strong>er</strong> kan forklare og forudsige naturens opførsel (fx<br />

planet<strong>er</strong>nes bevægelse) med tilfredsstillende nøjagtighed. Ved at bruge ca. 80 epicykl<strong>er</strong> kunne <strong>Ptolemaios</strong><br />

forklare bevægelsen af Solen, Månen samt de fem planet<strong>er</strong>, og systemet forblev det kosmologiske<br />

grundlag, indtil Kop<strong>er</strong>nikus' heliocentriske system vandt udbredelse i 1600-tallet.<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

2


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

I alle kultur<strong>er</strong> har tabell<strong>er</strong> været uundværlige hjælpemidl<strong>er</strong>. Også <strong>Ptolemaios</strong> havde hårdt brug for tabell<strong>er</strong> i<br />

forbindelse med sine astronomiske b<strong>er</strong>egning<strong>er</strong>. Tabell<strong>er</strong>ne gjorde, at han kunne spare tid og reduc<strong>er</strong>e<br />

fejlkild<strong>er</strong>. Desuden gjorde en tabel det muligt for ham at uddeleg<strong>er</strong>e noget af det tunge b<strong>er</strong>egningsarbejde<br />

til sine assistent<strong>er</strong>. I næsten 2000 år eft<strong>er</strong> <strong>Ptolemaios</strong> har <strong>matematik</strong><strong>er</strong>e betjent sig af sådanne<br />

trigonometriske tabell<strong>er</strong> til b<strong>er</strong>egning af sid<strong>er</strong> og vinkl<strong>er</strong>. Tabell<strong>er</strong>ne <strong>er</strong> nu lagt ind i de matematiske<br />

værktøjsprogramm<strong>er</strong>.<br />

<strong>Ptolemaios</strong>’ kordetabel – <strong>Hvad</strong> fortæll<strong>er</strong> den?<br />

Da <strong>Ptolemaios</strong> opdagede de sammenhænge mellem sid<strong>er</strong> og vinkl<strong>er</strong>, d<strong>er</strong> blev grundlaget for<br />

trigonometrien, begyndte han at udarbejde de første trigonometriske tabell<strong>er</strong>. Tabell<strong>er</strong>ne blev b<strong>er</strong>egnet i<br />

60 talsystemet (se evt. kapitel 7: Tal og ligning<strong>er</strong>), fordi det var det bedste talsystem på den tid til at regne<br />

med brøk<strong>er</strong>. Nedenfor ses et udsnit af hans såkaldte kordetabel skrevet med græske <strong>bog</strong>stav<strong>er</strong> samt en<br />

transskrib<strong>er</strong>ing til vores tal. Denne tabel <strong>er</strong> forløb<strong>er</strong>en for sen<strong>er</strong>e tid<strong>er</strong>s sinustabell<strong>er</strong>.<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

3


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

Øvelse 1:<br />

Tabellen kan ov<strong>er</strong>sættes til vores tal ved hjælp af nedenstående ov<strong>er</strong>sigt ov<strong>er</strong> de enkelte <strong>bog</strong>stav<strong>er</strong>s tal-<br />

betydning samt tegnet , som betyd<strong>er</strong> 1<br />

2 . Tegnet fung<strong>er</strong><strong>er</strong> også som en form for vinkelmark<strong>er</strong>ing, hvor<br />

vi i dag skriv<strong>er</strong> .<br />

a) Tjek ved hjælp af tabellen transskrib<strong>er</strong>ingen ovenfor fx ved 3 og 177 .<br />

<strong>Ptolemaios</strong> behandl<strong>er</strong> trigonometrien i Bog 1 kapitel 10 og 11 i ”Almagest”, hvor kapitel 11 kun består af<br />

kordetabellen ovenfor, mens kapitel 10 <strong>er</strong> en forklaring på, hvordan han <strong>er</strong> kommet frem til tabellen.<br />

Vi vil først prøve at forstå tabellens oplysning<strong>er</strong>, og hvordan man brug<strong>er</strong> den, for d<strong>er</strong>eft<strong>er</strong> i næste afsnit at<br />

gå dyb<strong>er</strong>e ned i, hvordan den <strong>er</strong> fremkommet.<br />

<strong>Ptolemaios</strong> defin<strong>er</strong><strong>er</strong>, som vi så det i kapitel 3: Geometri – Konstruktion og b<strong>er</strong>egning, sinus og cosinus ud<br />

fra den retvinklede trekant, hvor længden af hypotenusen <strong>er</strong> 1.<br />

Dette gæld<strong>er</strong> naturligvis kun for vinkl<strong>er</strong> , d<strong>er</strong> <strong>er</strong> mellem 0 og 90 , men det <strong>er</strong> også tilstrækkeligt h<strong>er</strong>.<br />

Øvelse 2:<br />

<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> sin(30 ) ? <strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> sin(150 ) ? Hvorfor <strong>er</strong> det nok, at se på vinkl<strong>er</strong> mellem 0 og 90 for at<br />

konstru<strong>er</strong>e <strong>Ptolemaios</strong> kordetabel?<br />

Ifølge Pythagoras’ sætning <strong>er</strong> de to funktion<strong>er</strong> afhængige, idet d<strong>er</strong> gæld<strong>er</strong>, at<br />

2 2<br />

(sin( )) (cos( )) 1 .<br />

2<br />

Bemærk: Dette skrives ofte med en anden notation: sin ( ) 2<br />

cos ( ) 1 , for at undgå at man komm<strong>er</strong> i<br />

tvivl om, om det <strong>er</strong> , d<strong>er</strong> skal sættes i anden, ell<strong>er</strong> det <strong>er</strong> hele sin( ) d<strong>er</strong> skal sættes i anden.<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

4


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

Øvelse 3:<br />

Benyt Pythagoras’ sætning til at eft<strong>er</strong>vise, at<br />

2 2<br />

sin ( ) cos ( ) 1 .<br />

<strong>Ptolemaios</strong> tabel indehold<strong>er</strong> jo ikke sinus og cosinus, men i stedet en funktion, som kaldes en<br />

kordefunktion, som vi vil betegne kord( ) . Den defin<strong>er</strong>es som:<br />

kord( ) <strong>er</strong> længden af korden svarende til en bue på grad<strong>er</strong> i en cirkel, hvis radius <strong>er</strong> 60.<br />

Kordefunktionen: kord( )<br />

Sammenhængen mellem kordefunktionen og<br />

sinusfunktionen:<br />

1<br />

kord( )<br />

2<br />

<br />

60 sin( )<br />

2<br />

kord( )<br />

<br />

120 sin( )<br />

2<br />

Tabellen angiv<strong>er</strong> længden af kord<strong>er</strong>, som spænd<strong>er</strong> ov<strong>er</strong> vinkl<strong>er</strong> fra 1<br />

2 til 180 i skridt på 1<br />

2 , og<br />

kordelængd<strong>er</strong>ne <strong>er</strong> angivet i de babylonske 60-talsystemet, som var det talsystem på hans tid, d<strong>er</strong> bedst<br />

egnede sig til regning med brøk<strong>er</strong>.<br />

Dvs. når <strong>Ptolemaios</strong> i tabellen angiv<strong>er</strong>, at<br />

1 kord(4 ) 4;42,40<br />

2<br />

så betyd<strong>er</strong> det i vores 10-tals-system, at<br />

kord(4 ) 4 60 42 60 40 60<br />

1<br />

2<br />

0 1 2<br />

1 1<br />

kord(4 ) 4 1 42 40<br />

60 60<br />

1<br />

2 2<br />

kord(4 ) 4<br />

1<br />

2<br />

42 40<br />

60 3600<br />

1 kord(4 ) 4 0,7 0,011<br />

2<br />

1 kord(4 ) 4,711<br />

2<br />

Målt med en enhed, d<strong>er</strong> <strong>er</strong> 1<br />

60 af cirklens radius.<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

5


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

Øvelse 4:<br />

Forklar b<strong>er</strong>egning<strong>er</strong>ne ovenfor, og udregn selv kordelængden for bu<strong>er</strong>ne svarende til 6 og for<br />

7,5 .<br />

Tredje kolonne i tabellen har ov<strong>er</strong>skriften ”Tresindstyvedele”. Tallene i denne kolonne anvendes til at<br />

bestemme kord( ) for vinkl<strong>er</strong>, d<strong>er</strong> ligg<strong>er</strong> mellem to af de i første kolonne angivne vinkl<strong>er</strong>. Metoden kaldes<br />

int<strong>er</strong>polation, som <strong>er</strong> omtalt i kapitel 6: Logaritm<strong>er</strong>. Int<strong>er</strong>polation betyd<strong>er</strong>, at man ud fra kendte værdi<strong>er</strong> i<br />

en tabel b<strong>er</strong>egn<strong>er</strong> værdi<strong>er</strong>, som man ikke direkte kan aflæse af tabellen.<br />

Tresindstyvedele betyd<strong>er</strong> i denne sammenhæng 1 , hvilket netop svar<strong>er</strong> til 60 1' (bueminut). Dette b<strong>er</strong>egnes<br />

som 1<br />

1<br />

1 1 1<br />

af springet fra linje til linje i vinkelkolonnen i tabellen, altså dvs. .<br />

30 30 30 2 60<br />

Øvelse 5:<br />

Hvis vi fx vil finde kord(4 32') , så kan vi jo ikke umiddelbart aflæse det tal i tabellen, og vi må d<strong>er</strong>for<br />

benytte int<strong>er</strong>polation ved hjælp af den tredje kolonne.<br />

Først ov<strong>er</strong>vej<strong>er</strong> vi, at 4 32' 4,5 2' , dvs. vi skal bruge korden svarende til 4,5 plus det ekstra som de 2<br />

bueminutt<strong>er</strong> giv<strong>er</strong> ifølge tresindstyvedele-kolonnen. Ifølge tabellen <strong>er</strong> kord(4,5 ) 4;42,40 . Da 1' ifølge<br />

1<br />

tresindstyvedele-kolonnen i int<strong>er</strong>vallet fra 4 2 til 5 svar<strong>er</strong> til 0;1,2,47, så kan vi b<strong>er</strong>egne kordens længde<br />

svarende til vinklen 4 32' til:<br />

4;42,40 2 (0;1,2,47) 4;42,40 0;2,5,34 4;44,45,34<br />

hvilket i 10-talssystemet svar<strong>er</strong> til 4,74599 .<br />

a) Tjek b<strong>er</strong>egning<strong>er</strong>ne ovenfor og gør rede for at 4;44,45,34 i 60-talssystemet <strong>er</strong> det samme som 4,74599<br />

i 10-talssystemet.<br />

Vink: Lav fx din egen omregn<strong>er</strong>, idet du opstill<strong>er</strong> et udtryk svarende til:<br />

0 1 2 3<br />

tal10 s0 60 s1 60 s2 60 s 3 60<br />

hvor du så blot skal indtaste værdi<strong>er</strong>ne for s0 , s1 , s2 og s 3 , som i ovenstående tilfælde <strong>er</strong><br />

s0 4, s1 44, s2 45, s 3 34 .<br />

b) Bestem selv ved int<strong>er</strong>polation kord(7 34') .<br />

c) Sammenlign de fundne kordelængd<strong>er</strong> med kordelængd<strong>er</strong>, som du kan bestemme med et mod<strong>er</strong>ne<br />

<br />

værktøj, idet du udnytt<strong>er</strong>, at kord( ) 120 sin( ) .<br />

2<br />

Man kan naturligvis også bruge tabellen omvendt, dvs. finde vinklen , hvis vi kend<strong>er</strong> kord( ) , idet vi så<br />

skal gå baglæns ind i tabellen.<br />

Øvelse 6:<br />

a) Bestem den vinkel , d<strong>er</strong> svar<strong>er</strong> til kordelængden 7;19,33 , og omregn kordelængden til 10talssystemet.<br />

b) Bestem den vinkel , d<strong>er</strong> svar<strong>er</strong> til kordelængden 2;5,40,0 3 0;1,2,50 2;8,48,30 , og omregn<br />

kordelængden til 10-talssystemet.<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

af 1<br />

2<br />

6


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

Hvordan anvendes kordetabellen?<br />

Med disse to op<strong>er</strong>ation<strong>er</strong> at regne frem og tilbage ved hjælp af kordetabellen kunne <strong>Ptolemaios</strong> udføre<br />

mange af de trigonometriske b<strong>er</strong>egning<strong>er</strong>, han havde brug for. Mange geometriske problem<strong>er</strong> kan nemlig<br />

løses ved at regne på trekant<strong>er</strong>, dvs. bestemm<strong>er</strong> sid<strong>er</strong> og vinkl<strong>er</strong> i trekant<strong>er</strong> (fx som ved triangul<strong>er</strong>ing).<br />

<strong>Ptolemaios</strong> lav<strong>er</strong> ikke en samlet fremstilling af, hvordan han løs<strong>er</strong> trigonometriske problem<strong>er</strong>, men samles<br />

de spredte passag<strong>er</strong> i ”Almagest”, så find<strong>er</strong> man løsning<strong>er</strong> på mindst fem forskellige problemtyp<strong>er</strong>, som vi<br />

behandl<strong>er</strong> nedenfor:<br />

I. Den retvinklede trekant.<br />

II. Trekant<strong>er</strong>, hvor en vinkel og dens to hosliggende sid<strong>er</strong> <strong>er</strong> kendte.<br />

III. Trekant<strong>er</strong>, hvor to vinkl<strong>er</strong> og en ikke mellemliggende side <strong>er</strong> kendt.<br />

IV. Trekant<strong>er</strong>, hvor en vinkel og dens hosliggende samt dens modstående side <strong>er</strong> kendte.<br />

V. Trekant<strong>er</strong>, hvor alle tre sid<strong>er</strong> <strong>er</strong> kendte.<br />

I. Den retvinklede trekant:<br />

Hvis vi kan bestemme sid<strong>er</strong> og vinkl<strong>er</strong> (samlet kaldes disse trekantens stykk<strong>er</strong>) i retvinklede trekant<strong>er</strong>, så<br />

kan vi bruge dette til at bestemme stykk<strong>er</strong>ne i en vilkårlig trekant, fordi denne jo kan opdeles i to<br />

retvinklede trekant<strong>er</strong>. D<strong>er</strong>for <strong>er</strong> løsning af denne kategori af problem<strong>er</strong> grundlaget for løsning af alle andre.<br />

Konstru<strong>er</strong> en retvinklet trekant samt dens omskrevne cirkel, idet centrum for den omskrevne cirkel ligg<strong>er</strong> i<br />

hypotenusens midtpunkt, fordi hypotenusen bliv<strong>er</strong> diamet<strong>er</strong> i cirklen.<br />

Vi mind<strong>er</strong> om nogle resultat<strong>er</strong> fra Euklid:<br />

Definition<strong>er</strong>:<br />

En cent<strong>er</strong>vinkel <strong>er</strong> en vinkel med toppunkt i cirklens centrum og begge<br />

ben som cirkelradi<strong>er</strong>.<br />

En p<strong>er</strong>if<strong>er</strong>ivinkel <strong>er</strong> en vinkel med toppunkt på cirkelp<strong>er</strong>if<strong>er</strong>ien og<br />

begge ben som kord<strong>er</strong> i cirklen.<br />

Sætning<strong>er</strong>:<br />

En cent<strong>er</strong>vinkel <strong>er</strong> lige så stor som den bue den spænd<strong>er</strong> ov<strong>er</strong>.<br />

En p<strong>er</strong>if<strong>er</strong>ivinkel <strong>er</strong> halt så stor som den bue den spænd<strong>er</strong> ov<strong>er</strong>.<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

7


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

Øvelse 7:<br />

Argumentér, ved hjælp af ovenstående resultat<strong>er</strong> fra Euklid, for at vinkl<strong>er</strong> og sid<strong>er</strong> kan bestemmes som vist<br />

på figuren, idet vinkel A sættes til :<br />

Antag nu, at diamet<strong>er</strong>en i cirklen <strong>er</strong> 120 , dvs. radius <strong>er</strong> 60 , så vil korden CB have længden kord(2 ) , dvs.<br />

kord(2 )<br />

120<br />

a<br />

c<br />

Hvis så to af stykk<strong>er</strong>ne , a og c<strong>er</strong><br />

kendt, så kan vi altså finde det tredje.<br />

Øvelse 8:<br />

a) Hvordan bestemmes vinkel B , som vi h<strong>er</strong> kald<strong>er</strong> ?<br />

b) Hvordan bestemmes den sidste side b i trekanten, når vi kend<strong>er</strong> a og c?<br />

Således kan vi ved hjælp af kordetabellen bestemme alle stykk<strong>er</strong> i den retvinklede trekant, hvis vi kend<strong>er</strong> en<br />

vinkel og en side ell<strong>er</strong> to sid<strong>er</strong>, hvoraf den ene <strong>er</strong> hypotenusen.<br />

II. Trekant<strong>er</strong>, hvor en vinkel og dens to hosliggende sid<strong>er</strong> <strong>er</strong> kendte.<br />

Konstru<strong>er</strong> en model af trekanten og nedfæld højden h fra vinkel C , som vist på figuren, og kald fodpunktet<br />

for højden for H :<br />

I den retvinklede trekant AHC kend<strong>er</strong> vi sidelængden b og vinkel A , som vi kald<strong>er</strong> .<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

8


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

Øvelse 9:<br />

a) Argument<strong>er</strong> for, at vi således også ved hjælp af kordetabellen kan bestemme h , p og vinkel C i trekant<br />

AHC .<br />

b) Argument<strong>er</strong> vid<strong>er</strong>e for, at vi d<strong>er</strong>eft<strong>er</strong> kan bestemme q , og d<strong>er</strong>med c .<br />

c) Vi kend<strong>er</strong> nu to sid<strong>er</strong> i trekant BHC . Argument<strong>er</strong> for at vi således ved hjælp af kordetabellen kan<br />

bestemme a og vinkel C samt vinkel B i trekant AHC .<br />

d) Hvordan bestemme vinkel C i trekant ABC ?<br />

III. Trekant<strong>er</strong>, hvor to vinkl<strong>er</strong> og en ikke mellemliggende side <strong>er</strong> kendt.<br />

Antag, at vi kend<strong>er</strong> vinkel A , som vi kald<strong>er</strong> og vinkel B , som vi kald<strong>er</strong> samt siden b . Konstru<strong>er</strong> en<br />

model af trekanten, og inddel den igen i to retvinklede trekant<strong>er</strong>, som h<strong>er</strong>:<br />

Øvelse 10:<br />

a) Hvordan bestemmes vinkel C , som vi h<strong>er</strong> kald<strong>er</strong> ?<br />

b) Hvilke stykk<strong>er</strong> kend<strong>er</strong> vi den retvinklede trekant AHC ? Kan vi så bestemme resten?<br />

c) Hvilke stykk<strong>er</strong> kend<strong>er</strong> vi den retvinklede trekant BHC ? Kan vi så bestemme resten?<br />

d) Hvordan bestemmes siden c i trekant ABC ?<br />

IV. Trekant<strong>er</strong>, hvor en vinkel og dens hosliggende samt dens modstående side <strong>er</strong> kendte.<br />

Antag, at vi kend<strong>er</strong> vinkel A , som vi kald<strong>er</strong> samt sid<strong>er</strong>ne a og b . Konstru<strong>er</strong> en model af trekanten, og<br />

opdel den igen som ovenfor i to retvinklede trekant<strong>er</strong> ved hjælp af højden fra C .<br />

Øvelse 11:<br />

Argument<strong>er</strong> som ovenfor for bestemmelse af alle sid<strong>er</strong> og vinkl<strong>er</strong> i trekant ABC .<br />

V. Trekant<strong>er</strong>, hvor alle tre sid<strong>er</strong> <strong>er</strong> kendte.<br />

Denne problemtype <strong>er</strong> lidt speciel for <strong>Ptolemaios</strong>, fordi han i sine astronomiske obs<strong>er</strong>vation<strong>er</strong> stort set altid<br />

kend<strong>er</strong> mindst en vinkel. Dog find<strong>er</strong> man i Bog IV en passage, d<strong>er</strong> omhandl<strong>er</strong> formørkels<strong>er</strong>, hvor han netop<br />

må løse et problem af den karakt<strong>er</strong>.<br />

Konstru<strong>er</strong> en model af trekanten, og opdel den igen som ovenfor i to retvinklede trekant<strong>er</strong> ved hjælp af<br />

højden fra C , som vist nedenfor:<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

9


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

Hvis vi så kan bestemme p og q , så kend<strong>er</strong> vi to sid<strong>er</strong> i hv<strong>er</strong> af de to retvinklede trekant<strong>er</strong>, og d<strong>er</strong>med kan<br />

vi ved hjælp af kordetabellen bestemme vinkel A og vinkel B , og d<strong>er</strong>eft<strong>er</strong> vinkel C – hvordan?<br />

Vi skal altså bestemme p og q .<br />

Øvelse 12:<br />

Opskriv sammenhængen mellem p, q og c .<br />

Vis ved hjælp af Pythagoras’ sætning, at d<strong>er</strong> gæld<strong>er</strong>:<br />

2 2 2<br />

h b p og<br />

og vis ved hjælp h<strong>er</strong>af, at<br />

2 2 2 2<br />

p q b a<br />

2 2 2<br />

h a q<br />

Vis nu ved hjælp af en kvadratsætning, at d<strong>er</strong> også gæld<strong>er</strong>:<br />

2 2<br />

p q c p q<br />

( )<br />

og benyt dette til at vise, at<br />

p q<br />

2 2<br />

b a<br />

c<br />

Da vi kend<strong>er</strong> alle tre sid<strong>er</strong> a, b og c , så kan vi altså b<strong>er</strong>egne p q. Desuden ved vi, at p q c , så d<strong>er</strong>for<br />

kan vi nu bestemme, som var det d<strong>er</strong> var nødvendigt for at kunne bestemme alle stykk<strong>er</strong> i trekant ABC !<br />

Vi har altså set, at i de fem angivne tilfælde kan alle trekantens stykk<strong>er</strong> bestemmes ved hjælp af<br />

kordetabellen, idet vi benytt<strong>er</strong><br />

kord(2 )<br />

120<br />

a<br />

c<br />

i den retvinklede trekant. Dvs. vi slår kord(2 ) op i tabellen, og d<strong>er</strong>eft<strong>er</strong> divid<strong>er</strong><strong>er</strong> vi med 120 . Men at<br />

divid<strong>er</strong>e med 120 svar<strong>er</strong> jo til først at halv<strong>er</strong>e og d<strong>er</strong>eft<strong>er</strong> divid<strong>er</strong>e med 60 , og at divid<strong>er</strong>e med 60 i 60talssystemet<br />

<strong>er</strong> jo nemt, fordi det svar<strong>er</strong> bare til at flytte semikolonet en plads til venstre! Rent praktiskskal<br />

vi altså finde den halve korde til den dobbelte bue, fordi så <strong>er</strong> resten bare et spørgsmål om af flytte<br />

komma<strong>er</strong>! Denne op<strong>er</strong>ation skal, som vi så ovenfor, ofte anvendes, og det vil d<strong>er</strong>for være meget praktisk,<br />

at have en tabel, d<strong>er</strong> netop foretag<strong>er</strong> denne b<strong>er</strong>egning – dvs. en sinustabel!<br />

Øvelse 13:<br />

a) Forklar ved hjælp af figuren anvendt ovenfor, at b<strong>er</strong>egning af den halve korde til den dobbelte bue netop<br />

svar<strong>er</strong> til en sinustabel.<br />

b) Konstru<strong>er</strong> en sinustabel (fx i et regneark) til den halve vinkel i kordetabellen fra 0 til 5 :<br />

1) Opret en tabel i et regneark, og indskriv vinkl<strong>er</strong>ne fra 0 til 5 i den første kolonne.<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

10


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

2) I anden kolonne skrives de tilsvarende kordelængd<strong>er</strong> – omskrevet til 10-talssystemet (brug din<br />

omregn<strong>er</strong>) med 5 decimal<strong>er</strong>s nøjagtighed.<br />

3) I tredje kolonne angives værdi<strong>er</strong>ne for sinus (fast med 5 decimal<strong>er</strong>) til den halve vinkel, som<br />

<br />

b<strong>er</strong>egnes via en omskrivning af kord( ) 120 sin( ) :<br />

2<br />

b) Benyt din tabel til at udregne sinus til 2 , og til at bestemme den vinkel, hvis sinus <strong>er</strong> 0,04362 .<br />

Hvordan <strong>er</strong> kordetabellen konstru<strong>er</strong>et?<br />

<strong>Ptolemaios</strong>’ udgangspunkt var jo som nævnt en cirkel med radius 60 . I det følgende vil vi betegne en korde<br />

svarende til 1<br />

n af cirklen med c n .<br />

Øvelse 14:<br />

Længden af cn kan da b<strong>er</strong>egnes ved:<br />

360<br />

kord( ) .<br />

n<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

cn<br />

Dvs. for n 12 find<strong>er</strong> vi c 12 kord(30 ) .<br />

a) Konstru<strong>er</strong> en dynamisk model, hvor du kan lade n antage forskellige værdi<strong>er</strong> (fx med en skyd<strong>er</strong>), således<br />

at modellen automatisk vis<strong>er</strong> den tilhørende korde og b<strong>er</strong>egn<strong>er</strong> vinklen svarende til korden:<br />

11


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

b) Bestem længden af kord<strong>er</strong>ne svarende til n 18, n 9 og n 6 .<br />

c) Hvordan kan man b<strong>er</strong>egne kordelængden, når n 2 ? Og når n 4 ?<br />

Øvelse 15:<br />

Konstru<strong>er</strong> nu en ny cirkel med radius 60 og med betegnels<strong>er</strong> som på figuren nedenfor:<br />

D <strong>er</strong> centrum i cirklen<br />

BD <strong>er</strong> vinkelret på AC<br />

E halv<strong>er</strong><strong>er</strong> DC<br />

F <strong>er</strong> skæringspunkt mellem AC og cirklen med centrum i E og radius EB<br />

<strong>Ptolemaios</strong>’ påstår nu, at DF c10 og BF c 5 . H<strong>er</strong> henvis<strong>er</strong> han Euklids konstruktion af den regulære<br />

femkant, hvor netop DF konstru<strong>er</strong>es, og det vises, at DF netop svar<strong>er</strong> til sidelængden i den regulære 10kant.<br />

Endvid<strong>er</strong>e henvis<strong>er</strong> han til Euklid Bog XIII sætning 10:<br />

Sid<strong>er</strong>ne i den regulære 5-kant, 6-kant og 10-kant, hvor de alle <strong>er</strong> indskrevne i samme cirkel,<br />

dann<strong>er</strong> en retvinklet trekant.<br />

Da 5-kantens sidelængde <strong>er</strong> størst, gæld<strong>er</strong> d<strong>er</strong> ifølge Pythagoras’ sætning<br />

2 2 2<br />

c5 c6 c 10<br />

hvor c6r 60 , og ved hjælp af Pythagoras’ sætning anvendt på trekant FDB må får vi netop 5<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

BF c .<br />

Øvelse 16:<br />

Ov<strong>er</strong>vej, hvorfor c6r 60 , og vis ved b<strong>er</strong>egning at Pythagoras’ sætning anvendt på trekant FDB giv<strong>er</strong>, at<br />

BF c 5 .<br />

<strong>Ptolemaios</strong> går nu ov<strong>er</strong> til at b<strong>er</strong>egne c 10 og c 5 .<br />

Øvelse 17: Bestemmelse af c10 og d<strong>er</strong>med kord(36 )<br />

a) Gør rede for, at DE 30 og DB 60 , idet radius i cirklen <strong>er</strong> 60 .<br />

12


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

b) Vis, at EB<br />

67;4,5.<br />

4500 67,08204 , og benyt din omregn<strong>er</strong> til at vise, at dette skrevet i 60-talssytemet <strong>er</strong><br />

1<br />

c) Gør rede for, at så <strong>er</strong> c10 FD 37;4,55 37,08194 .<br />

d) Gør rede for, at vi således har bestemt kord(36 ) , idet du husk<strong>er</strong> at c10 <strong>er</strong> sidelængden i den regulære<br />

10-kant.<br />

Øvelse 18: Bestemmelse af c5 og d<strong>er</strong>med kord(72 )<br />

Vi ved nu, at FD 37;4,55 37,08194 .<br />

2<br />

2<br />

a) Bestem FD og DB , og benyt Pythagoras’ sætning til at vise, at BF 70,53417=70;32,3 . Benyt din<br />

omregn<strong>er</strong> til at vise, at det sidste lighedstegn gæld<strong>er</strong>.<br />

b) Gør rede for, at vi nu har vist, at kord(72 ) 70;32,3 .<br />

Vi har nu fundet to værdi<strong>er</strong> til tabellen!<br />

Øvelse 19: Bestemmelse af c6 og d<strong>er</strong>med kord(60 )<br />

Gør rede for, at kord(60 ) 60 , idet du husk<strong>er</strong>, at c6 <strong>er</strong> sidelængden i den regulære 6-kant.<br />

Vink: Gå tilbage til din dynamiske b<strong>er</strong>egning af kordelængd<strong>er</strong>, og sæt n 6 , og læg mærke hvilken type<br />

trekant, d<strong>er</strong> fremkomm<strong>er</strong>.<br />

Nu har vi tre værdi<strong>er</strong>!<br />

Øvelse 20: Bestemmelse af c4 og d<strong>er</strong>med kord(90 )<br />

Gør rede for, at kord(90 ) 7200=84,85278=84;51,10 , idet du husk<strong>er</strong>, at c4 <strong>er</strong> sidelængden i den<br />

regulære 4-kant, dvs. kvadratet. Benyt din omregn<strong>er</strong> til at vise, at det sidste lighedstegn gæld<strong>er</strong>.<br />

Vink: Gå tilbage til din dynamiske b<strong>er</strong>egning af kordelængd<strong>er</strong>, og sæt n 4 , og læg mærke hvilken type<br />

trekant, d<strong>er</strong> fremkomm<strong>er</strong>.<br />

Nu har vi fire værdi<strong>er</strong>!<br />

Øvelse 21: Bestemmelse af c3 og d<strong>er</strong>med kord(120 )<br />

2<br />

Gør ved hjælp af nedenstående figur redefor, at c3 2<br />

r<br />

2<br />

(2 r ) .<br />

Vink: Konstru<strong>er</strong> selv figuren. Gå tilbage til din dynamiske b<strong>er</strong>egning af kordelængd<strong>er</strong>, og sæt n<br />

Konstru<strong>er</strong> nu (oveni denne figur) den retvinklede trekant:<br />

3 .<br />

Konstru<strong>er</strong> diamet<strong>er</strong>en i cirklen ved at forlænge det ene vinkelben til skæring med cirklen<br />

1 <strong>Ptolemaios</strong> tag<strong>er</strong> det for givet, at man kan uddrage kvadratrødd<strong>er</strong>, og han benytt<strong>er</strong> også den samme værdi for 2 , som man<br />

fandt på den gamle babylonske l<strong>er</strong>tavle omtalt i øvelse 3.39, hvor resultatet af b<strong>er</strong>egningen:<br />

2 2 2<br />

30 30 2 30 2 30 42;25,35 <strong>er</strong> angivet sammen med tallet 1;24,51,10 , som netop vis<strong>er</strong> sig at være<br />

2 1,41421 , hvilket svar<strong>er</strong> fint til den mod<strong>er</strong>ne værdi.<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

13


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

Konstru<strong>er</strong> korden mellem dette skæringspunkt og skæringspunktet mellem cirklen og det andet<br />

vinkelben.<br />

Gør rede for, at så <strong>er</strong> kord(120 ) 10800=103,92305=103;55,23 . Benyt din omregn<strong>er</strong> til at vise, at det<br />

sidste lighedstegn gæld<strong>er</strong>.<br />

Nu har vi fem værdi<strong>er</strong>!<br />

Men hvis man kend<strong>er</strong> en given bues korde, så kan man også finde supplementbuens korde, idet vi<br />

anvend<strong>er</strong> Pythagoras’ sætning på den retvinklede trekant i figuren nedenfor:<br />

kord (180 ) kord ( ) (2 r)<br />

2 2 2<br />

2 2 2<br />

kord (180 ) kord ( ) 120<br />

2 2 2<br />

kord (180 ) 120 kord ( )<br />

2 2 2<br />

kord(180 ) 120 kord ( ) 14400 kord ( )<br />

Dette illustr<strong>er</strong><strong>er</strong> <strong>Ptolemaios</strong> ved b<strong>er</strong>egning af kord(144 ) .<br />

Øvelse 22:<br />

Benyt ligesom <strong>Ptolemaios</strong> formlen ovenfor til at b<strong>er</strong>egne, at kord(144 ) 114,12678=114;7,37 , idet du<br />

all<strong>er</strong>ede kend<strong>er</strong> kord(36 ) . Benyt din omregn<strong>er</strong> til at vise, at det sidste lighedstegn gæld<strong>er</strong>.<br />

Denne lille omskrivning giv<strong>er</strong> os så alle supplementvinkl<strong>er</strong>ne til de vinkl<strong>er</strong> vi all<strong>er</strong>ede har bestemt – dvs:<br />

Nu har vi ti værdi<strong>er</strong>!<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

14


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

Resten af værdi<strong>er</strong>ne find<strong>er</strong> <strong>Ptolemaios</strong> ved hjælp af en sætning, som vi i dag kend<strong>er</strong> som <strong>Ptolemaios</strong>’<br />

sætning, og den sig<strong>er</strong>:<br />

Øvelse 23:<br />

Hvis ABCD <strong>er</strong> en firkant indskrevet i en cirkel, så <strong>er</strong> produktet af diagonal<strong>er</strong>ne lig med<br />

summen af produkt<strong>er</strong>ne af hv<strong>er</strong>t par af modstående sid<strong>er</strong>, dvs.<br />

AC BD AB CD AD BC<br />

a) Konstru<strong>er</strong> figuren i dit dynamiske geometriprogram, og opstil b<strong>er</strong>egning<strong>er</strong> knyttet til den dynamiske<br />

figur, hvor du b<strong>er</strong>egn<strong>er</strong> hhv. venstre side og højre side af lighedstegnet i sætningen.<br />

b) Und<strong>er</strong>søg, om <strong>Ptolemaios</strong>´ sætning s<strong>er</strong> ud til at holde, idet du deform<strong>er</strong><strong>er</strong> figuren ved at trækk<strong>er</strong> i den,<br />

og samtidigt hold<strong>er</strong> øje med om de to b<strong>er</strong>egning<strong>er</strong> forbliv<strong>er</strong> ens.<br />

Bevis for sætningen:<br />

Konstru<strong>er</strong> et punkt E på diagonalen AC , således at ABE DBC :<br />

D<strong>er</strong> må så gælde, at CBE ABD .<br />

Vi s<strong>er</strong> endvid<strong>er</strong>e, at BCA BDA , fordi de <strong>er</strong> p<strong>er</strong>if<strong>er</strong>ivinkl<strong>er</strong> og spænd<strong>er</strong> ov<strong>er</strong> den samme bue.<br />

D<strong>er</strong>med ved vi, at trekant BCE og trekant DBC <strong>er</strong> ensvinklede!<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

15


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

D<strong>er</strong>for gæld<strong>er</strong> d<strong>er</strong>, at<br />

BC BD<br />

CE AD<br />

BC AD BD CE<br />

På samme måde kan man vise, at trekant BAE og trekant BDC <strong>er</strong> ensvinklede, hvorfor d<strong>er</strong> også gæld<strong>er</strong>, at<br />

<br />

AB AE<br />

BD CD<br />

AB CD AE BD<br />

Hvis så lægg<strong>er</strong> de fundne to udtryk sammen får vi<br />

AB CD BC AD AE BD BD CE<br />

AB CD BC AD BD ( AE CE )<br />

AB CD BC AD BD AC<br />

som jo netop <strong>er</strong> <strong>Ptolemaios</strong>’ sætning!<br />

<strong>Ptolemaios</strong> vis<strong>er</strong> nu, at hvis man kend<strong>er</strong> to bu<strong>er</strong> og d<strong>er</strong>es kord<strong>er</strong>, så kan man nemt b<strong>er</strong>egne korden<br />

svarende til forskellen mellem to bu<strong>er</strong> – fx buen BC – ud fra <strong>Ptolemaios</strong>’ sætning.<br />

H<strong>er</strong> antag<strong>er</strong> <strong>Ptolemaios</strong>, at kord<strong>er</strong>ne AB og AC <strong>er</strong> kendte, og han vil så bestemme korden BC .<br />

Kord<strong>er</strong>ne BD og CD b<strong>er</strong>egnes ud fra de kendte kord<strong>er</strong> ved hjælp af formlen for supplementvinkl<strong>er</strong> – se<br />

figur<strong>er</strong> nedenfor.<br />

Vi har således bestemt sid<strong>er</strong>ne AB, CD og diagonal<strong>er</strong>ne BD og AC . Desuden ved vi at diamet<strong>er</strong>en <strong>er</strong><br />

AD 120 . H<strong>er</strong>eft<strong>er</strong> giv<strong>er</strong> <strong>Ptolemaios</strong>’ sætning:<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

16


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

AB CD BC AD BD AC<br />

AB CD BC 120 BD AC<br />

120 BC BD AC AB CD<br />

hvor hele højresiden <strong>er</strong> kendt, dvs. man får altså et simpelt udtryk for BC ved brug af <strong>Ptolemaios</strong> sætning.<br />

Anvend<strong>er</strong> vi betegnels<strong>er</strong>ne og , som ovenfor, så får vi venstresiden til<br />

og højresiden til<br />

120 BC 120 kord( )<br />

BD AC AB CD kord(180 ) kord( ) kord( ) kord(180 )<br />

Sammensættes disse b<strong>er</strong>egning<strong>er</strong> fås<br />

120 kord( ) kord(180 ) kord( ) kord( ) kord(180 )<br />

Altså kan korden svarende til forskellen mellem to vinkl<strong>er</strong> nemt b<strong>er</strong>egnes, når vi kend<strong>er</strong> de to vinkl<strong>er</strong>s<br />

kord<strong>er</strong>.<br />

Øvelse 24:<br />

Udregn som <strong>Ptolemaios</strong> gjorde det kord(12 ) ud fra kord(72 ) og kord(60 ) , som jo all<strong>er</strong>ede <strong>er</strong> b<strong>er</strong>egnet.<br />

Nu har vi så mange fl<strong>er</strong>e værdi<strong>er</strong> i tabellen!<br />

H<strong>er</strong>eft<strong>er</strong> vis<strong>er</strong> <strong>Ptolemaios</strong>, at man ud fra en given vinkels korde kan bestemme korden svarende til den<br />

halve vinkel ved formlen<br />

<br />

2<br />

2<br />

kord ( ) 60 (120 kord(180 ))<br />

Anvendes denne formel gentagne gange kan man altså ud fra kord(12 ) b<strong>er</strong>egne kord(6 ) , kord(3 ) ,<br />

kord(1 3 ) og kord( ) . Når man så har b<strong>er</strong>egnet korden for så små vinkl<strong>er</strong>, så vil det jo være nemt at<br />

1<br />

2<br />

4<br />

1<br />

b<strong>er</strong>egne sig frem til en kordetabel med et spring på 1 , hvis bare man kan finde en additionsformel for<br />

2<br />

kord<strong>er</strong> ligesom vi ovenfor fandt en subtraktionsformel for kord<strong>er</strong>. <strong>Ptolemaios</strong> udled<strong>er</strong> så en sådan<br />

additionsformel, nemlig<br />

120 kord(180 ( )) kord(180 ) kord(180 ) kord( ) kord( )<br />

Både subtraktionsformlen og additionsformlen mind<strong>er</strong> meget om tilsvarende forml<strong>er</strong>, som gæld<strong>er</strong> for sinus<br />

og cosinus.<br />

Men <strong>Ptolemaios</strong> mangl<strong>er</strong> at bestemme kord(1 ) . Hvis han var tilfreds med et ov<strong>er</strong>slag, så kunne han have<br />

3<br />

b<strong>er</strong>egnet dette ud fra de kendte værdi<strong>er</strong> for kord( 4<br />

1<br />

) og kord(1 2 ) . Fordi 3<br />

4 <strong>er</strong> jo netop det halve af 1 1 , og 2<br />

3 da kord( 4 )<br />

1<br />

1 kord(1 2<br />

2<br />

) , så <strong>er</strong> det jo nærliggende at tro, at kord(1 )<br />

2<br />

1 kord(1 2<br />

3<br />

) ligesom 1 jo netop <strong>er</strong><br />

2 1 . D<strong>er</strong>ved ville han få kord(1 ) 1;2,50 , som faktisk <strong>er</strong> den værdi, d<strong>er</strong> <strong>er</strong> angivet i kordetabellen.<br />

3 af 1<br />

2<br />

Men han ønsk<strong>er</strong> præcision, så han vis<strong>er</strong> endnu en sætning, som han anvend<strong>er</strong> til at bevise, at<br />

1<br />

kord(1 ) 1;2,50 . Endelig fuldend<strong>er</strong> han tabellen ved b<strong>er</strong>egning af kord( ) 2 , som b<strong>er</strong>egnes ud fra<br />

halvbueformlen.<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

17


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

”Almagest”<br />

”Almagest” <strong>er</strong> opbygget af 13 bøg<strong>er</strong>, hvori <strong>Ptolemaios</strong> beskriv<strong>er</strong> alle astronomiens fænomen<strong>er</strong>, og specielt<br />

hans detalj<strong>er</strong>ede beskrivels<strong>er</strong> af hv<strong>er</strong> planets bevægelse <strong>er</strong> unik. <strong>Ptolemaios</strong> foretog selv en del<br />

obs<strong>er</strong>vation<strong>er</strong>, og i ”Almagest” medtag<strong>er</strong> han Hipparchos' stj<strong>er</strong>nekatalog, som han udvid<strong>er</strong> fra 850 til 1022<br />

stj<strong>er</strong>n<strong>er</strong>.<br />

I ”Almagest” <strong>er</strong> d<strong>er</strong> element<strong>er</strong> fra mange andre cicilisation<strong>er</strong>, som det <strong>er</strong> karat<strong>er</strong>istisk for hellenistisk<br />

litt<strong>er</strong>atur. Man find<strong>er</strong>, som vi så ovenfor, anvendelse af det babylonske talsystem men også fl<strong>er</strong>e ægyptiske<br />

element<strong>er</strong>. Fx anvend<strong>er</strong> <strong>Ptolemaios</strong> konsekvent, at et døgn udgør 24 tim<strong>er</strong>, hvilket <strong>er</strong> en ægyptisk<br />

opfindelse, og enkelte sted<strong>er</strong> anvend<strong>er</strong> han brøk<strong>er</strong>, som man gjorde i Ægypten, dvs. stambrøk<strong>er</strong> fx:<br />

1 1 2 4 , som vi jo i dag skriv<strong>er</strong> som 3<br />

4 .<br />

Nedenfor ses sid<strong>er</strong> fra en græsk udgave af "Almagest" fra det 9. årh. fra Vatikanets bibliotek – bemærk især<br />

tabellen og de mange tilskrevne not<strong>er</strong>, som også bliv<strong>er</strong> kild<strong>er</strong> i forståelse af værkets betydning:<br />

Se en større udgave h<strong>er</strong>: http://www.loc.gov/exhibits/vatican/images/math09a.jpg<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

18


<strong>Hvad</strong> <strong>er</strong> <strong>matematik</strong>? C, i-<strong>bog</strong><br />

ISBN 978 87 7066 499 8<br />

Projekt<strong>er</strong>: Kapitel 8<br />

I 1160 blev ”Almagest” igen ov<strong>er</strong>sat fra græsk af en ukendt ov<strong>er</strong>sætt<strong>er</strong> på Sicilien. Det var en meget fin<br />

kildenær ov<strong>er</strong>sættelse, men den vandt ingen særlig udbredelse. I det 15. årh. dukkede den viste udgave<br />

dog op i Firenze. H<strong>er</strong> ses til venstre Bog XII kapitel 8-9, hvor d<strong>er</strong> i margin <strong>er</strong> tegnet planetmodell<strong>er</strong>.<br />

Til højre ses en udgave af ”Almagest” fra det 13. årh. Den indehold<strong>er</strong> den vigtigste middelald<strong>er</strong>lige latinske<br />

ov<strong>er</strong>sættelse af "Almagest”, som stamm<strong>er</strong> fra 1175 ov<strong>er</strong>sat af G<strong>er</strong>ard fra Cremona, Spanien. Sid<strong>er</strong>ne vis<strong>er</strong><br />

Book X kapitel 6-7, d<strong>er</strong> bl.a. indehold<strong>er</strong> Ptolemæus’ beskrivelse af hans kinematiske model for bevægelse af<br />

Mars, Jupit<strong>er</strong> og Saturn.<br />

Se større udgav<strong>er</strong> h<strong>er</strong>:<br />

http://www.loc.gov/exhibits/vatican/images/math10a.jpg<br />

http://www.loc.gov/exhibits/vatican/images/math11a.jpg<br />

<strong>Ptolemaios</strong>’ ”Handy tables”, som vi vel kunne kalde ”Praktiske tabell<strong>er</strong>”,<br />

b<strong>er</strong>egnet til praktisk b<strong>er</strong>egning, blev redig<strong>er</strong>et af Theon af Alexandria i det<br />

4. årh. evt. og blev, med forskellige modifikation<strong>er</strong> grundlaget for sen<strong>er</strong>e<br />

astronomiske tabell<strong>er</strong>. Med disse tabell<strong>er</strong> kunne man b<strong>er</strong>egne position<strong>er</strong><br />

for sol, måne og planet<strong>er</strong> samt solformørkels<strong>er</strong> og måneformørkels<strong>er</strong> langt<br />

hurtig<strong>er</strong>e end med de tabell<strong>er</strong>, d<strong>er</strong> indgår i ”Almagest”. Forsiden af værket<br />

vis<strong>er</strong> zon<strong>er</strong>ne for de 6 nordlige stj<strong>er</strong>netegn elegant tegnet i hvidt mod den<br />

mørke blå nattehimmel.<br />

Se en forstørrelse h<strong>er</strong>:<br />

http://www.loc.gov/exhibits/vatican/images/math12a.jpg<br />

George Trebizond, en af de bemærkelsesværdige græske<br />

lærde, d<strong>er</strong> kom til Italien i det tidlige 15. årh., lavede en<br />

ny ov<strong>er</strong>sættelse af Almagest fra græsk for Pave Nicholas<br />

V. I dette manuskript <strong>er</strong> d<strong>er</strong> anvendt farv<strong>er</strong> på figur<strong>er</strong>ne.<br />

Disse sid<strong>er</strong> vis<strong>er</strong> Bog VI kapitel 7, hvor varigheden af solog<br />

måneformørkels<strong>er</strong> b<strong>er</strong>egnes.<br />

Se en større udgave h<strong>er</strong>:<br />

http://www.loc.gov/exhibits/vatican/images/math17.jpg<br />

© 2011 L&R Uddannelse A/S • Vognmag<strong>er</strong>gade 11 • DK-1148 • København K • Tlf: 43503030 • Email: info@lru.dk<br />

19

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!