Dimostrare è un verbo che in matematica è ricorrente: è il cuore stesso di ogni ragionamento matematico! Ha in sé l'ingrediente della "necessarietà" delle implicazioni, che spesso fa rima con "verità" e che conferisce alla matematica una indiscussa autorevolezza...
Per indicare l'implicazione, come notazione si utilizza la freccia che parte dalla ipotesi, cioè l'assunto da cui l'implicazione nasce, e punta alla tesi, cioè a ciò che si intende dimostrare essere una conseguenza dell'ipotesi:
Se poi ipotesi e tesi si implicano a vicenda, cioè se è vera anche l'implicazione opposta di una data, allora la freccia è doppia e la freccia viene letta così "se e solo se".
Esempio:
poiché è vero sia che: "Se un triangolo è isoscele, allora i suoi angoli alla base sono congruenti",
sia l'implicazione opposta: "Se un triangolo ha alla base angoli congruenti, allora il triangolo è isoscele",
allora si può enunciare: "Un triangolo è isoscele se e solo se i suoi angoli alla base sono congruenti",
Esempio:
poiché è vero sia che: "Se un triangolo è isoscele, allora i suoi angoli alla base sono congruenti",
sia l'implicazione opposta: "Se un triangolo ha alla base angoli congruenti, allora il triangolo è isoscele",
allora si può enunciare: "Un triangolo è isoscele se e solo se i suoi angoli alla base sono congruenti",
Ogni più piccola parola in matematica ha un senso specifico e necessario !
Ci sono diversi tipi di implicazioni, a seconda di ciò che possono esprimere:
ENTI PRIMITIVI o FONDAMENTALI: enunciati da cui ogni altra definizione proviene. Non possono perciò essere definiti, ma se ne descrivono le proprietà;
DEFINIZIONI: enunciati in cui si assegna a un termine specifico il significato grazie a termini già definiti;
ASSIOMI o POSTULATI: enunciati da cui ogni altro enunciato proviene. Non possono perciò essere dimostrati e li si accetta come veri senza dimostrazione;
TEOREMI: enunciati la cui verità è dedotta necessariamente da altri enunciati;
CONGETTURE: enunciati non assiomatici, presunti veri, ma la cui verità non è ancora stata dimostrata;
COROLLARI: enunciati che conseguono immediatamente da teoremi appena enunciati e dimostrati.
Teoremi e corollari permettono di dimostrare le proprietà degli enti matematici.
Come si fa a dimostrare?
Per dimostrare un teorema, una congettura, una proprietà o un corollario, spesso sono possibili più strade, ma tutte devono procedere per catene di deduzioni necessariamente conseguenti le une dalle altre.
Si applica il problem solving, cercando una via fra altre, adottando diverse strategie, sino a quando si individua quella giusta.
Ma allora è forse un andare a tentoni? Beh, in un certo senso sì, se ti riferisci alla ricerca della pista dimostrativa utile... vedi, i teoremi che vedi tutti inbellettati e senza sbavature sono il frutto di ricerche, magari di anni, attraverso strade tortuose che forse non sono servite a dimostrare ciò che si voleva, ma che spesso hanno portato a scoprire molto altro... questo è il bello: si parte per una meta e a volte la strada ti porta a un'altra! Affascinante, non trovi? Ciò che è in ogni caso garantita è la bellezza del cammino nel mentre...
ATTENZIONE: in generale, un esempio non dimostra un enunciato. Se, però, l'enunciato è falso, poiché un enunciato o è vero in ogni caso o non lo è, a dimostrarne la falsità basta un esempio che lo contraddica: tale esempio è detto controesempio.
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(tratto da "Numb3rs" di Gianfranco Bo - Laboratorio ideato da Federico Oliva e Silvia Tripodina)
Quindi, hai capito bene? Ogni più piccola parola in matematica ha un senso specifico e necessario! E tolti pochissimi enunciati assunti per veri da cui tutto il resto discende, si può dire che un enunciato sia vero soltanto se lo si può dimostrare!