Günlük hayatta alan gibi bir özellikle sıklıkla karşılaşırız. Örneğin - masanın alanı, duvarlar, daire, arsa, ülke, kıta. Yalnızca uzunluk/genişlik, yarıçap/çap, köşegenler, yükseklikler ve açılarla tanımlanabilen düz ve şartlı olarak düz yüzeyler için geçerlidir.
Geometrinin bütün bir bölümü buna ayrılmıştır ve düzlem şekilleri inceler: kareler, dikdörtgenler, yamuklar, eşkenar dörtgenler, daireler, elipsler, üçgenler - planimetri.
Tarihsel arka plan
Arkeolojik araştırmalar, eski Babillilerin yüzey alanını 4-5 bin yıl önce ölçebildiklerini gösteriyor. Coğrafiden astronomik hesaplamalara kadar en karmaşık hesaplamaların üzerine inşa edildiği bu matematiksel özelliğin keşfi ve uygulanmasıyla tanınan Babil uygarlığıdır.
Başlangıçta alan yalnızca araziyi ölçmek için kullanılıyordu. Aynı büyüklükteki karelere bölünmüşlerdi, bu da tarlaların ve meraların muhasebesini basitleştirdi. Daha sonra bu özellik mimaride ve şehir planlamasında kullanıldı.
Babil'de "alan" kavramı ayrılmaz bir şekilde bir kareyle (daha sonra - bir dikdörtgen) bağlantılıysa, o zaman eski Mısırlılar Babil öğretisini genişletti ve onu diğer, daha karmaşık figürlere uyguladı. Böylece, eski Mısır'da paralelkenarların, üçgenlerin ve yamukların alanını nasıl belirleyeceklerini biliyorlardı. Üstelik bugün kullanılan aynı temel formüllere göre.
Örneğin, bir dikdörtgenin alanı, uzunluğu çarpı genişliği olarak hesaplandı ve bir üçgenin alanı, tabanının yarısı çarpı yüksekliği olarak hesaplandı. Daha karmaşık rakamlarla (çokyüzlüler) çalışırken, önce basit rakamlara bölündüler ve ardından ölçülen değerleri değiştirerek temel formüller kullanılarak hesaplandılar. Bu yöntem, çokyüzlüler için özel karmaşık formüllerin varlığına rağmen geometride hala kullanılmaktadır.
Antik Yunanistan ve Hindistan
Bilim adamları yuvarlak rakamlarla çalışmayı ancak MÖ III-II yüzyıllarda öğrendiler. Eski Yunan araştırmacıları Öklid ve Arşimet'ten ve özellikle "Başlangıçlar" adlı temel eserden (V ve XII. Kitaplar) bahsediyoruz. Onlarda Öklid, dairelerin alanlarının çaplarının kareleri kadar birbiriyle ilişkili olduğunu bilimsel olarak kanıtladı. Ayrıca, büyüdükçe istenen alanı kademeli olarak "tükenen" bir dizi alan inşa etmek için bir yöntem geliştirdi.
Arşimet ise tarihte ilk kez bir parabol parçasının alanını hesapladı ve spirallerin dönüşlerini hesaplama konusundaki bilimsel çalışmasında yenilikçi fikirler ortaya koydu. Yarıçapları birçok geometrik şeklin alanlarını yüksek doğrulukla hesaplamak için kullanılabilen yazılı ve çevrelenmiş çemberlerin temel keşfi ona aittir.
Eski Mısırlılar ve Yunanlılardan öğrenen Hintli bilim adamları, Orta Çağ'ın başlarında araştırmalarına devam ettiler. Böylece, MS 7. yüzyılda ünlü astronom ve matematikçi Brahmagupta, "yarı-çevre" (p ile gösterilir) gibi bir kavram ortaya attı ve onu kullanarak, daireler içine çizilmiş düz dörtgenleri hesaplamak için yeni formüller geliştirdi. Ancak tüm formüller "Metrik" ve diğer bilimsel çalışmalarda metin olarak değil, grafik biçiminde sunuldu: diyagramlar ve çizimler olarak ve son şeklini çok sonra aldı - yalnızca 17. yüzyılda, Avrupa'da.
Avrupa
Ardından 1604 yılında Öklid'in keşfettiği tükenme yöntemi İtalyan bilim adamı Luca Valerio tarafından genelleştirildi. Yazılı ve çevrelenmiş bir şeklin alanları arasındaki farkın, paralelkenarlardan oluşması koşuluyla, herhangi bir alandan daha küçük yapılabileceğini kanıtladı. Ve Alman bilim adamı Johannes Kepler (Johannes Kepler) ilk önce astronomik araştırma için ihtiyaç duyduğu elipsin alanını hesapladı. Yöntemin özü, elipsi 1 derecelik adımlarla birçok çizgiye ayırmaktı.
19.-20. yüzyıllardan itibaren düz figürlerin alanları ile ilgili çalışmalar pratik olarak tükenmiş ve halen var olan formda sunulmuştur. Yalnızca, kalınlığı sıfıra yaklaşan ve yenilikçi kabul edilebilecek düz şekiller için bir "kuşatan katman" kullanmayı öneren Herman Minkowski'nin keşfi, istenen yüzey alanını yüksek doğrulukla belirlemeyi mümkün kılar. Ancak bu yöntem yalnızca toplama gözlenirse işe yarar ve evrensel kabul edilemez.