เก้าอี้เจ้าสาว


ในทางเรขาคณิตเก้าอี้เจ้าสาวเป็นภาพประกอบของทฤษฎีบทพีทาโกรัส [ 1 ] รูปนี้ปรากฏในข้อเสนอที่ 47 ของหนังสือเล่มที่ 1 ของElementsของยูคลิด [ 2 ] นอกจากนี้ยังเป็นที่รู้จักกันในชื่ออื่นๆ อีกหลายชื่อ เช่นผ้าคลุมศีรษะของฟรานซิสกันหางนกยูงกังหันลมกางเกงพีทาโกรัสรูปเจ้าสาวทฤษฎีบทของหญิงที่แต่งงานแล้วและการไล่ล่าของหญิงที่แต่งงานแล้วตัวน้อย[ 1 ] [ 3 ]
ตามที่ ฟลอเรียน คาโจรีนักประวัติศาสตร์คณิตศาสตร์ชาวสวิส-อเมริกันกล่าวไว้ รากศัพท์ที่แท้จริงของคำว่า "เก้าอี้เจ้าสาว" มาจากคำพ้องเสียง ในภาษากรีก : "นักเขียนชาวอาหรับบางคน [...] เรียกทฤษฎีบทพีทาโกรัสว่า 'รูปของเจ้าสาว'" คำภาษากรีกνυμφηมีความหมายที่เกี่ยวข้องสองประการคือ 'เจ้าสาว' และ 'แมลงมีปีก' รูปสามเหลี่ยมมุมฉากที่มีสี่เหลี่ยมจัตุรัสสามรูปทำให้ผู้เขียนหลายคนนึกถึงแมลง ดังนั้นความหมาย 'แมลง' ของคำภาษากรีกจึงถูกนำมาใช้กับสามเหลี่ยมมุมฉากที่มีสี่เหลี่ยมจัตุรัสสามรูป และกับทฤษฎีบทพีทาโกรัส ผู้พูดภาษาอาหรับที่เขียนเป็นภาษากรีกมักจะเข้าใจผิดว่าคำนี้มีความหมายอีกแบบหนึ่ง และจะแปลวลีนั้นกลับเป็นภาษาอาหรับโดยใช้คำว่า 'เจ้าสาว' [ 4 ]
ภาพประกอบที่ดีของเก้าอี้เจ้าสาวซึ่งแสดงเก้าอี้ที่ตามประเพณีโบราณเจ้าสาวอาจถูกแบกไปยังพิธีแต่งงานสามารถดูได้ในหนังสือThe Pythagorean Theorem: Eight Classic Proofs ของ Sidney J. Kolpas (หน้า 3) [ 5 ]
เพื่อเป็นหลักฐาน
การพิสูจน์ทฤษฎีบทพีทาโกรัสโดยใช้เก้าอี้เจ้าสาว ซึ่งก็คือการพิสูจน์ทฤษฎีบทพีทาโกรัสโดยใช้แผนภาพเก้าอี้เจ้าสาว มีดังต่อไปนี้ การพิสูจน์นี้ถูกวิพากษ์วิจารณ์อย่างรุนแรงโดยนักปรัชญาชาวเยอรมันอาร์เธอร์ โชเพนฮาวเออร์ว่ามีความซับซ้อนโดยไม่จำเป็น มีเส้นสร้างที่วาดขึ้นที่นี่และที่นั่น และมีขั้นตอนการอนุมานที่ยาวเหยียด ตามที่โชเพนฮาวเออร์กล่าว การพิสูจน์นี้เป็น "ความวิปริตอันชาญฉลาด" [ 6 ]

- จากจุด A ลากเส้นขนานกับ BD และ CE เส้นนี้จะตัดตั้งฉากกับ BC และ DE ที่จุด K และ L ตามลำดับ
- ลากเส้นเชื่อม CF และ AD เพื่อให้ได้รูปสามเหลี่ยม BCF และ BDA
- มุม CAB และมุม BAG ต่างก็เป็นมุมฉาก ดังนั้น C, A และ G จึงอยู่บนเส้น ตรงเดียวกัน
- มุม CBD และมุม FBA ต่างก็เป็นมุมฉากดังนั้นมุม ABD จึงเท่ากับมุม FBC เนื่องจากทั้งสองมุมเป็นผลรวมของมุมฉากและมุม ABC
- เนื่องจาก AB เท่ากับ FB, BD เท่ากับ BC และมุม ABD เท่ากับมุม FBC ดังนั้นสามเหลี่ยม ABD ต้องเท่ากับสามเหลี่ยม FBC
- เนื่องจาก AKL เป็นเส้นตรงขนานกับ BD ดังนั้นสี่เหลี่ยมผืนผ้า BDLK จึงมีพื้นที่เป็นสองเท่าของสามเหลี่ยม ABD เพราะทั้งสองรูปมีฐานร่วมกันคือ BD และมีความสูงเดียวกันคือ BK ซึ่งก็คือเส้นตั้งฉากกับฐานร่วมกันที่เชื่อมเส้นขนาน BD และ AL เข้าด้วยกัน
- เนื่องจาก C อยู่บนเส้นตรงเดียวกันกับ A และ G และเส้นตรงนี้ขนานกับ FB ดังนั้นพื้นที่ของสี่เหลี่ยมจัตุรัส BAGF จะต้องมีขนาดเป็นสองเท่าของพื้นที่สามเหลี่ยม FBC
- ดังนั้น สี่เหลี่ยมผืนผ้า BDLK จะต้องมีพื้นที่เท่ากับสี่เหลี่ยมจัตุรัส BAGF = AB²
- โดยการนำขั้นตอนที่ 3 ถึง 10 ไปใช้กับอีกด้านหนึ่งของรูป จะสามารถแสดงให้เห็นได้ในทำนองเดียวกันว่าสี่เหลี่ยมผืนผ้า CKLE จะต้องมีพื้นที่เท่ากับสี่เหลี่ยมจัตุรัส ACIH = AC 2
- เมื่อนำผลลัพธ์ทั้งสองมารวมกันจะได้ AB 2 + AC 2 = BD × BK + KL × KC
- เนื่องจาก BD = KL ดังนั้น BD × BK + KL × KC = BD(BK + KC) = BD × BC
- ดังนั้น AB² + AC² = BC² เนื่องจาก CBDE เป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส
เก้าอี้เจ้าสาวที่แตกต่างออกไป

ชื่อ "เก้าอี้เจ้าสาว" ยังใช้เรียกแผนภาพบางอย่างที่เชื่อกันว่าเป็นผลงานของนักคณิตศาสตร์ชาวอินเดียในศตวรรษที่สิบสองชื่อ ภัสการะที่ 2 (ประมาณ ค.ศ. 1114–1185) ซึ่งใช้เป็นภาพประกอบในการพิสูจน์ทฤษฎีบทพีทาโกรัส[ 7 ]คำอธิบายของแผนภาพนี้ปรากฏในบทที่ 129 ของBijaganitaของภัสการะที่ 2 [ 8 ]มีตำนานเล่าว่าการพิสูจน์ทฤษฎีบทพีทาโกรัสของภัสการะประกอบด้วยคำเพียงคำเดียว คือ "ดูเถิด!" อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีบทนี้ได้มาจากการเชื่อมโยงพื้นที่ของสี่เหลี่ยมจัตุรัสภายใน (เล็กกว่า) กับพื้นที่ของสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาดใหญ่ที่เกิดจากขอบของสามเหลี่ยมสี่รูป ดังนั้น เมื่อใช้สัญลักษณ์ของแผนภาพ จะได้สมการต่อไปนี้: