Confrontiamo ora la "grandezza" di 2 poligoni: quale è il più "grande"?
Dati 2 poligoni, in generale non è possibile stabilire chi sia "più grande", poiché la grandezza non è una caratteristica dei poligoni. Si possono, però, considerare separatamente i perimetri e le aree, in modo da confrontarli in base a essi.
1. CONFRONTO DEI PERIMETRI
MATHLAB Osserva la figura a lato, ottenuta usando la GeoBoard: come sono tra loro il rettangolo dal contorno viola e il poligono concavo arancione? Che cosa ne deduci?
Se il contorno geometrico di un poligono viene scomposto in "pezzi" (come il rettangolo viola del MathLab nei singoli segmenti) e poi ricomposto utilizzando tutti e soli i pezzi in cui era stato scomposto, si ottiene un nuovo poligono (come il poligono arancione del MathLab): i 2 poligoni sono fra loro isoperimetrici.
Riguarda il MathLab: vedi che a ogni segmento viola corrisponde uno arancione?
O sono sovrapposti o sono paralleli, ma sono esattamente gli stessi "pezzi" a comporre le 2 figure.
Si può, infatti, facilmente dimostrare più in generale che 2 spezzate equiscomponibili sono isoperimetriche, poiché somme di lunghezze a 2 a 2 uguali sono fra loro uguali.
Guarda ora un altro esempio di isoperimetria... ops, sto spoilerando!!! Si tratta di un MathLab ispirato a una proposta di Emma Castelnuovo (1913-2014):
MATHLAB Osserva l'ellisse a lato e procedi così:
1. osserva il triangolo formato dalla punta della matita e dalle 2 puntine e fanne lo screen-shot;
2. quindi ripeti quanto indicato al punto precedente;
3. ora confronta i 2 triangoli ottenuti, guardandone gli screen-shot: che cosa noti? Come variano i triangoli al variare della posizione della matita? Che cosa ne deduci?
Sì! I triangoli che l'ellisse descrive (o meglio: da cui è descritta) sono fra loro tutti isoperimetrici per costruzione: la corda non è elastica e mantiene la sua lunghezza.
2. CONFRONTO DELLE AREE
In geometria, 2 enti geometrici sono fra loro equivalenti se occupano la stessa quantità di spazio, di qualsiasi dimensione sia lo spazio a cui appartengono.
Quindi: 2 poligoni nel piano sono fra loro equivalenti se hanno la stessa area, mentre 2 solidi nello spazio tridimensionale sono fra loro equivalenti se hanno lo stesso volume.
Se un ente geometrico viene scomposto in "pezzi" (come in un puzzle o in una costruzione) e poi ricomposto utilizzando tutti e soli i pezzi in cui era stato scomposto, si ottiene un nuovo ente geometrico: i 2 enti sono fra loro equiscomponibili (scomponibili negli stessi pezzi).
Si può facilmente dimostrare che 2 enti equiscomponibili sono equivalenti, poiché somme di aree a 2 a 2 uguali sono fra loro uguali.
Ora: quale relazione c'è fra questi 2 "indicatori di grandezza" dei poligoni? Ricordi cosa hai già scoperto grazie alla geometria della natura? Meglio sgombrare il campo da ciò che forse naturalmente ti viene da pensare...
CHIARO? Perimetro e area non viaggiano in parallelo! Addirittura ci sono figure che all'aumentare del perimetro vedono diminuire la propria area, come alcuni frattali (il triangolo di Sierpinski, ad esempio): il perimetro, di livello in livello, cresce perché si aggiungono le lunghezze dei bordi dei "buchi"!
Allenati ora a comporre e ricomporre figure piane fra loro equivalenti, col Tangram...
MATHLAB Allenati a comporre e riscomporre figure piane fra loro equivalenti, utilizzando il Tangram...
Chissà che figure buffe avrai ottenuto! Puoi farne addirittura un'arte, scopri come...