Tentativas de Demonstração do V Postulado

 

Impulsionados pela característica “estranha” do V postulado alguns matemáticos iniciaram estudos sobre a possibilidade de demonstrar que também o V postulado seria na realidade um teorema.

A intenção inicial era, mantendo os termos primitivos, os termos definidos (com exceção da definição 23 de “paralelas” e incluindo uma definição própria), os axiomas e os postulados (com exceção do quinto) criar uma nova axiomática onde fosse possível demonstrar um novo teorema (com o mesmo teor do quinto postulado de Euclides). Todos os teoremas de Euclides que não utilizam o quinto postulado em suas provas também seriam aceitos.

Apresentamos somente a proposta de Poseidonios (c. 135 a.C – metade do séc. I), e a seguir relacionamos as principais proposições dos matemáticos (Quadro 1.2) na tentativa de provar o quinto postulado. Em todas elas foram identificadas implicitamente alguma contradição lógica ou afirmações que não podem ser assumidas pelas noções comuns, definições, axiomas e teoremas demonstrados em precedência.

  •  Poseidonios (c. 135 a.C – c. metade do séc. I)

 Conhecemos o trabalho de Poseidonios pelos textos de Proclus (410-485). Ele propôs uma nova definição para retas paralelas, utilizando a propriedade de eqüidistância e considerou que a sua definição e a dada por Euclides fossem equivalentes. Dessa forma, seria possível assumir os demais teoremas dos Elementos, substituindo a referência ao postulado V (de Euclides) por um seu teorema demonstrado a partir de sua definição de retas paralelas.

 DEFINIÇÃO: Diz-se paralelas as retas que estejam no mesmo plano e que, se prolongadas indefinidamente em ambas as direções, mantenham a mesma distância entre si.

 Lembramos que a definição de retas paralelas dada por Euclides é: linhas retas paralelas são linhas retas que, estando na mesma superfície plana e sendo estendidas indefinidamente em ambas as direções não chegam a se tocar.

No “Comentário al livro I de Euclides”, Proclus desenvolve críticas sobre a equivalência entre as definições de Euclides e de Poseidonios. Ele argumenta apresentando uma hipérbole que se aproxima de suas assíntotas, sem nunca encontrá-las. Essas retas, que são paralelas pela definição de Euclides (se prolongadas indefinidamente não se encontram), não o são pela definição dada por Poseidonios (não são eqüidistantes).

Segue o Quadro II, inspirado no levantamento apresentado por TRUDEAU (2004, p.145-146, tradução nossa do original em italiano), dos mais significativos enunciados propostos em substituição ao V postulado, escritos nos termos atuais.

 

Quadro II: Relação das proposições sugeridas na tentativa de provar o V postulado

01

Retas paralelas são eqüidistantes.

Poseidonios, séc I a.C

02

A totalidade dos pontos eqüidistantes à uma reta dada, por um mesmo lado dessa reta, constitui uma linha reta.

Cristóvão Clavius, 1574

03

Em todo quadrilátero ABCD com dois lados congruentes () e perpendiculares a um terceiro lado ( e ) há ao menos um ponto (H) pertencente ao quarto lado () () tal que a perpendicular por H a  seja congruentes aos dois lados congruentes entre si.

        

Giordano Vitale, 1680

04

A distância entre duas retas infinitas paralelas pode variar, mas permanece sempre menor que uma certa distância fixada.

Proclus, séc V

05

Retas paralelas a uma mesma reta são paralelas entre si.

Euclides

06

Dada duas retas paralelas, uma terceira reta que encontre uma encontrará, também a outra.

Proclus, séc V

07

Por um ponto não pertencente a uma reta dada, não é possível traçar mais de uma paralela à reta dada.

John Playfair, 1795

08

Se dois segmentos de reta  ( e ) são intersectados por um terceiro () que é perpendicular a um só desses lados,  (por exemplo , ), então as perpendiculares traçadas por  e  são menores que  do lado em que   e  formam um ângulo agudo ( ) e são maiores de  do lado em que  e  formam um ângulo obtuso .

Nasir al – Din séc XIII

09

Retas que não são eqüidistantes convergem numa direção e divergem na outra.

Pietro Antonio Cataldi, 1603

10

Numa reta finita dada é sempre possível construir um triângulo semelhante a um triângulo dado.

John Wallis, 1663; Lazare-Nicholas-Marguerite Carnot, 1803; Adrien-Marie Legendre, 1824

11

Existe um par de triângulos semelhantes e não congruentes.

Gerolamo Saccheri, 1733

12

Em todo quadrilátero ABCD com dois de seus lados congruentes () e perpendiculares e um terceiro lado (por exemplo à ,   e  retos), os outros dois ângulos são retos ( e ).

Gerolamo Saccheri, 1733

13

Em todo quadrilátero com três ângulos retos, também o quarto ângulo é reto.

Aléxi Claude Clairaut, 1741; János Heinrick Lambert, 1766

14

Existe ao menos um retângulo.

Gerolamo Saccheri, 1733

15

A soma dos ângulos de todo triângulo é 180º

Euclides, Gerolamo Saccheri, 1733; Adrien-Marie Legendre, início do séc XIX

16

Toda reta traçada por um ponto interno a um ângulo, encontra ao menos um lado do ângulo.

J.F. Lorenz, 1791

17

Por todo ponto interno a um ângulo menor de 60º é sempre possível traçar uma reta que encontre ambos os lados do ângulo.

Adrien-Marie Legendre, início do séc XIX

18

É possível construir um triângulo cuja área seja maior que qualquer área dada.

Karl Friedrich Gauss, 1799

19

Dados três pontos não pertencentes a uma mesma reta é sempre possível traçar um círculo que passe por eles.

Adrien-Marie Legendre, Farkas Bolyai, início séc XIX

 

Depois de várias tentativas frustradas em que, substituir o V postulado por qualquer dos listados acima, resultava sempre na geometria euclidiana, os matemáticos passaram a suspeitar que não fosse possível transformar o V postulado em teorema. “Agora é compreensível a frustração de Gauss e dos que sustentavam o ponto de vista lógico: não havia modo de demonstrar o quinto postulado sem introduzir outro, mas todos os postulados levantados (possíveis de substituí-lo), mesmo sendo intuitivamente evidentes, eram destinados a serem ineficazes porque, também se psicologicamente preferíeis, seriam equivalentes ao quinto postulado, e então dele indistinguíveis do ponto de vista essencial, o lógico.” (TRUDEAU, 2004, p. 148, tradução nossa do original em italiano).

Ressaltamos o trabalho de Girolamo Saccheri (1667-1733) que, na tentativa de provar que o V postulado derivava dos outros, apresentou um raciocínio no qual “assumindo como hipótese a falsidade da proposição que se pretende demonstrar, chega-se a concluir que ela é falsa. (BONOLA, 1923, p.20)

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REFERÊNCIAS