La lúnula de Hipócrates


Cuenta la leyenda que un orfebre hindú, una noche estrellada con luna en cuarto creciente, despertó de una pesadilla en la que soñaba como su negocio de orfebrería se iba a la ruina. Quedó tan traumatizado por aquel sueño, que a partir de ese momento su única obsesión era la de tallar una joya que fuera tan bella que todo aquel que la viera no pudiera resistirse a comprarla. Se levantó de la cama sobresaltado y sin esperar a que se hiciese de día, comenzó a modelar una joya sencilla pero cautivadora. Su inspiración llegó del cielo, ya que su creación tenía forma de luna. Tal era su obsesión, que todas las joyas que tallaba eran semejantes, perfectas, iguales en forma, aunque no en tamaño.

Fases Lunares

Su negocio fue en auge y poco a poco la demanda de sus preciosas joyas hizo que tuviera que contratar orfebres que no eran de confianza para que continuaran haciendo a destajo los encargos que él no podía atender. Pasaba las noches pensando y pensando en la manera de no ser engañado por sus empleados y una noche tuvo una revelación de su Dios Brahman: "Me honras con tus tallas, lunas de medianoche. Te daré la receta para que nada falte ni tampoco sobre. De un triángulo rectángulo obtendrás la pieza perfecta. Dos lados iguales deben ser. Con centro donde se halle el ángulo recto un cuarto de círculo trazarás. El centro del semicirculo que la hipotenusa abarcará, en la propia hipotenusa lo encontrarás, siendo su punto medio donde lo debes colocar".

Lúnula de Hipócrates

No se sabe cómo ni por qué, pero lo cierto es que el orfebre hindú realizaba los moldes según la revelación divina y nunca le faltó un gramo de plata en sus joyas, por lo que su negocio siguió proliferando. Y colorín colorado, esta leyenda se ha acabado...

Fue en la Antigua Grecia el matemático, geómetra y astrónomo Hipócrates de Quíos (470 a.C-410 a. C.), quién demostró aquella revelación que el orfebre hindú tuvo. Lo que demostró Hipócrates exactamente fue que "el área de la lúnula es exactamente la misma que la del triángulo rectángulo isósceles del que se obtiene".

A continuación reproduciremos su demostración tanto algebraica como geométricamente:

Consideremos un triángulo rectángulo isósceles de lado no desigual x

El valor de su hipotenusa lo obtenemos mediante el Teorema de Pitágoras

\(x^2 + x^2 = a^2 \Rightarrow 2x^2 = a^2 \Rightarrow\)

\(\Rightarrow a = \displaystyle{\sqrt{2x^2}} \Rightarrow a = \displaystyle{\sqrt{2}x}\)

Trazamos el círculo \(C_{1}\) de centro el vértice en el que se encuentra el ángulo recto y con radio igual al lado no desigual del triángulo.

\(A_{C_{1}} = \pi x^2\)

Trazamos el círculo \(C_{2}\) de centro el punto medio de la hipotenusa y radio igual a la mitad de la hipotenusa del triángulo.

\(A_{C_{2}} = \pi \left( \displaystyle{\frac{\sqrt{2}x}{2}} \right)^2 = \displaystyle{\frac{\pi x^2}{2}}\)

El área del triángulo rectángulo isósceles es igual a:

\(A_{T} = \displaystyle{\frac{x \cdot x}{2}} = \displaystyle{\frac{x^2}{2}}\)

Se observa que el área de la Lúnula de Hipócrates es igual a:

\(A_{L} = \displaystyle{\frac{A_{C_2}}{2}} + A_{T} - \displaystyle{\frac{A_{C_1}}{4}}\)

siendo

\(\displaystyle{\frac{A_{C_1}}{4}} = \displaystyle{\frac{\pi x^2}{4}}\) \(\displaystyle{\frac{A_{C_2}}{2}} = \displaystyle{\frac{\pi x^2}{4}}\)

Así que, sustituyendo y simplificando:

\(A_{L} = \displaystyle{\frac{\pi x^2}{4}} + \displaystyle{\frac{x^2}{2}} - \displaystyle{\frac{\pi x^2}{4}} = \displaystyle{\frac{x^2}{2}}\)

Por tanto, ambas áreas coinciden, como queríamos demostrar.


Mediante este enlace a un applet del programa de geometría dinámica GeoGebra, puedes ver una demostración animada. Para ello, clica en la imagen que se encuentra justo encima de estas líneas.

Para saber más puedes seguir el enlace a Hipócrates de Quíos en Wikipedia.


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