Diferencia entre revisiones de «Quinto postulado de Euclides»

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En [[geometría]], elEl '''postulado de las [[Paralelismo (matemática)|paralelas]]''' o '''quinto postulado de Euclides''' es el [[postulados de Euclides|postulado]] número cinco del libro ''[[Elementos de Euclides|Los Elementos]]'' (300 a. C.), del matemático griego [[Euclides]]. La [[geometría euclidiana]] es el estudio de la [[geometría]] que satisface todos los [[axiomas de Euclides]], incluyendo el Vquinto postulado, siendo por su importancia, su proposición distintiva. Una geometría en la que el Vquinto postulado no se satisface, recibe el nombre de ''[[geometría no euclidiana]]''. La geometría que es independiente del Vquinto postulado (i.e. asume los primeros cuatro) es conocida como ''[[geometría absoluta]]''.
 
== Enunciado ==
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[[Archivo:V postulato di euclide anim.gif|thumb|350px|'''Quinto postulado de Euclides''': Las rectas, al prolongarse, se intersecan.]]
 
# ''La suma de [las medidas de] los [[Ángulo|ángulos]] de cualquier [[triángulo]] es igual a [la suma de las medidas de] dos [[Ángulo recto|ángulos rectos]].'' <br />Elementos, I, 32. (Proposición ya conocida en tiempos de [[Aristóteles]], siglo IV&nbsp;a.&nbsp;C.)
# ''Las rectas paralelas son equidistantes'' (atribuido a [[Posidonio]], siglos I-II&nbsp;a.&nbsp;C.)
# ''Por un punto exterior a una recta dada sólo cabe trazar una [[paralela]]''. Esta formulación es la más conocida y es debida al matemático griego [[Proclo]]. Se la conoce también como «postulado de las paralelas» (o [[axioma de Playfair]]<ref>[http://aleph0.clarku.edu/~djoyce/java/elements/bookI/propI30.html Euclid's Parallel Postulate and Playfair's Axiom]</ref>).
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=== ¿Axioma o teorema? ===
 
Euclides presenta el anunciado como un [[axioma]]: su quinto postulado.
 
# ''Postúlese el trazar una línea recta desde un punto cualquiera hasta un punto cualquiera.''
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# ''Y que si una recta al incidir sobre dos rectas hace que la suma de los ángulos internos del mismo lado menores que dos rectos, las dos rectas prolongadas indefinidamente se encontrarán en el lado en el que están los menores que dos rectos.''
 
Al leerlo tal y como lo escribió Euclides y dentro de su contexto, se observa que el V postulado es mucho más complicado en su formulación que los otros cuatro. Euclides mismo no se sirve de élel en sus primeras 28 proposiciones, como si intuyera o esquivara la problemática de fondo. El problema es pues si realmente el V postulado es [[Independencia (lógica matemática)|independiente]] de los otros cuatro, o bien puede deducirse de ellos (junto con las nociones comunes y las definiciones).
 
{{cita|[...] la afirmación de que como convergen más y más a medida que se prolongan, llegarán alguna vez a encontrarse, es una afirmación verosímil pero no es necesaria a falta de un argumento que pruebe que esto es verdad acerca de las líneas rectas. Pues el hecho de que haya algunas líneas que se aproximan indefinidamente pero permanecen sin tocarse, por más improbable y paradójico que parezca, también es cierto y está completamente comprobado en relación con líneas de otro tipo. ¿Por qué en el caso de las rectas no es posible lo mismo que ocurre con las líneas mentadas?|Proclo, Comentarios a los ''Elementos''.}}
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Comenzaron esta tarea geómetras árabes (mientras, esa época en Europa eran tiempos obscuros)<ref name=zurdo87>{{Harvsp|Asimov|1972|loc=Aproximadamente en el sitio 12,3{{esd}}% del ensayo (87,5{{esd}}% del libro)}}</ref> y el primero en hacerlo fue [[Omar Jayam]], que dibujó un rectángulo (ahora llamado "cuadrilátero de Saccheri<ref name=zurdo88>{{Harvsp|Asimov|1972|loc=Aproximadamente en el sitio 27,9{{esd}}% del ensayo (88,3{{esd}}% del libro)}}</ref>), y suponiendo que dos de los ángulos son rectos, sin el quinto postulado no pudo demostrar que los otros dos fuesen también rectos, tan solo demostró que son iguales.<ref name=zurdo87 /> Posteriormente otro geómetra árabe, [[Nasir al-Din al-Tusi]] hizo otro intento sin conseguirlo.
 
Siglos más tarde un italiano, [[Giovanni Gerolamo Saccheri|Girolamo Saccheri]], continuó con el intento (por los años posteriores a 1700). Esta vez hizo un intento diferente, cambiando intencionalmente el quito postulado por uno que lo contradecía, trató de demostrar que [[Reductio ad absurdum|se llega a un absurdo]].<ref name=zurdo88 />
 
Inicialmente tuvo mucho éxito llegando a un absurdo al partir que los otros dos ángulos del 'cuadrilátero de Saccheri' eran obtusos. Pero al continuar con el intento al suponer que esos otros dos ángulos eran agudos, se equivocó y erróneamente llegó a otro absurdo. (La causa del error fue probablemente influencia de sus creencias religiosas)<ref name=zurdo88 />
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* ''Postúlese el trazar una línea recta desde un punto cualquiera hasta un punto cualquiera'' (''Elementos'', Libro I, Postulados, 1).
}}
De todas formas, dado que es más sencillo para nuestro propósito, consideraremos la definición dada por [[Arquímedes]] en "Sobre la esfera y el cilindro": ''la recta es la más corta de todas las líneas que tienen los mismos extremos''.
 
Ahora bien, excepto porque tenemos una noción de recta y de plano que nos permiten comprobar que esas nociones encajan en las definiciones dadas, éstas son demasiado difusas desde el punto de vista lógico como para considerar que no puedan ser válidas otras interpretaciones. Por ejemplo, si consideramos una [[superficie esférica]] y le damos la denominación de ''[[Plano (geometría)|plano]]'', encaja perfectamente en las definiciones de plano. En este caso, una ''recta'' debería de ser (en virtud de lo dicho, en especial de la propiedad de ser la línea más corta) el trozo de circunferencia máxima (es decir, una circunferencia que pasa por dos puntos diametralmente opuestos de la superficie esférica) que pasa por dos puntos dados. En tal situación, por un punto exterior a una ''recta'' no pasaría ninguna ''recta'' paralela a la dada.
 
=== La aparición de las geometrías no euclidianas ===
En el siglo XIX se da conclusión al problema de la independencia del V postulado. Lo hacen de manera independiente [[János Bolyai|Bolyai]] y [[Nikolai Ivanovich Lobachevsky|Lobachevsky]], aunque [[Carl Friedrich Gauss|Gauss]] ya había resuelto el problema con anterioridad (eso sí, no había publicado sus resultados, y la paternidad del descubrimiento fue para los otros dos geómetras). La idea es muy simple: en Matemáticalas matemáticas no está permitido llegar a una contradicción, es decir, obtener un resultado que sea exactamente la negación de otro resultado. No puede obtenerse que partiendo de las mismas hipótesis sea cierto, a la vez, que (por ejemplo) dos rectas se corten y que esas dos mismas rectas no se corten. Se llegaría a la conclusión de que (de no haber cometido errores de razonamiento, claro) alguna de las hipótesis ha de ser necesariamente falsa.
 
La idea que dio solución al problema es la siguiente: si el V postulado depende de los otros cuatro, es queya no nos haceharía falta incluirlo entre nuestras hipótesis (postulados). Así que en el desarrollo de la teoría, tarde o temprano, aparecerá en forma de [[teorema]]. Ahora bien, si eliminamos dicho postulado y le añadimos su negación, de ser cierto que el postulado V depende de los otros, llegaremos a demostrarlo, y con ello tendremos que tanto una proposición (el V postulado) como su contraria (la negación del V postulado que ahora lo sustituye) son ciertas. Habremos pues llegado a una contradicción, algo que no es admisible. Alguna de las hipótesis tiene que ser falsa, y esta ha de ser la nueva que se ha introducido, pues es la única que choca contra nuestra intuición (las demás sabemos que son ciertas porque ya lo eran en la geometría de Euclides).
 
En contra de lo que pudiera pensarse, con este método no se llegó a contradicción alguna. Es más, se llegó a demostrar que las geometrías así obtenidas por Bolyai y por Lobachevsky eran [[Consistencia (lógica)|consistentes]] (lo que quiere decir que no contenían contradicción lógica ninguna). Además hay diferentes formas de negar el V postulado (por un punto exterior a una recta no pasa una única recta paralela a la misma) y así diferentes geometrías no euclidianas: por ejemplo, si decimos que no pasa ninguna recta, se obtiene la [[geometría esférica]], que ya hemos presentado, y si decimos que pasan infinitas, se obtiene la [[geometría hiperbólica]], la de Lobachevsky.
 
=== El V postulado y la investigación geométrica actual ===
 
En la actualidad, la Geometríageometría utiliza métodos distintos al sintético (establecer una serie de axiomas y deducir de ellos las lpropiedadespropiedades geométricas del objeto a estudiar), que hanha sido sustituidossustituido por métodos de [[topología]], [[análisis]] y [[álgebra]]. Cuando se estudia un espacio, ya no resulta "interesante" saber, si cumple, o no, el V postulado de Euclides (aunque normalmente es un resultado que se obtiene fácilmente como consecuencia del estudio de otras propiedades más interesantes en la actualidad, como es la de calcular el [[Tensor de curvatura|tensor curvatura]] del espacio en cuestión -indirectamente esto nos confirmará, o no, si el espacio cumple con el V postulado). La cuestión sobre el V postulado quedó relegada a un problema histórico, que contribuyó enormemente al desarrollo de la Geometríageometría, pero que actualmente parece ya no seguir contribuyendo en ese sentido, y es tomado como un tema introductorio en el estudio de la geometría.
 
== Véase también ==