Teorema matematikako oinarrizko kontzeptuetako bat da, aurrez frogatuta dagoen proposizio bat, zehazki.[1] Matematikan, hipotesi batetik abiaturik, berez berehalakoa ez den emaitza bat baieztatzen duen proposamen oro teorema izango da. Gehienetan, aurrez frogaturik dagoen beste teorema batetik abiatuta lortzen dira teorema berriak. Teoremak logikaren bidez eta matematikako zenbait printzipioren bitartez egiaztatzen dira. Gainera, hainbat arlotan aurki daitezke, esate baterako, geometrian, aljebran, analisian eta estatistikan.
Teoremek egitura jakin bat jarraitu ohi dute: hain zuzen ere, enuntziatua, froga eta amaiera. Frogatzeko prozesuak ikerketa sakona eskatzen du; horretarako hainbat metodo erabiltzen dira, besteak beste, indukzioa eta kontradikzioa. Gainera, froga prozesua teorema baten balio eta erabilgarritasunaren oinarria da.
XIX. mendearen amaierara arte eta matematikaren sorrerako krisira arte, teoria matematiko guztiak nabaritzat hartzen ziren oinarrizko propietate gutxi batzuetatik abiatuta eraiki ziren; adibidez, zenbaki natural orok ondorengo zenbaki bat duela, edo bi puntu ezberdin hartuta hauetatik igarotzen den lerro bat existitzen dela. Erabat nabaritzat jotzen ziren oinarrizko propietate hauei postulatu edo axioma deitzen zitzaien; adibidez, Euklidesen postulatuak.
Teorema guztiak oinarrizko propietate hauek inplizituki edo esplizituki erabiliz frogatzen ziren. Gainera, oinarrizko propietate hauen ebidentziaren ondorioz behin teorema bat frogatuta, behin betiko egiatzat hartzen zen, frogan akats bat egon ezean. Adibidez, triangelu baten barneko angeluen batura 180º da, eta hori egitate ukaezintzat jotzen zen.
Matematikaren sorrerako krisiaren eragileetako bat geometria ez-euklidearren aurkikuntza izan zen. Izan ere, geometria horietan triangelu baten angeluen batura 180º-ren ezberdina da, baina teoria horietan ez dira inolako kontraesan batera iritsi. Orduan, "triangelu baten angeluen batura 180º da" propietatea egiazkoa da Euklidesen bosgarren postulatua onartzekotan, eta faltsua postulatu hori onartzen ez bada. Era berean, multzoen inguruko oinarrizko eta “nabariak” diren propietateek Russellen paradoxaren kontraesanera garamatzate. Kontraesan hori multzoak manipulatzea baimentzen duten arauak sortuz konpondu da.
"Triangelu baten angeluen batura 180º da."
Krisi hau matematikaren oinarriak berrikusiz konpondu da, oinarri zorrotzagoak egiteko. Oinarri berri hauen arabera, teorema bat da ongi eratuta dagoen teoria matematiko baten formula bat, teoriaren axioma eta inferentzia arauak erabiliz froga daitekeena. Orduan, triangelu baten angeluen baturari buruzko aurreko teorema honela geratzen da: “Geometria euklidearraren axioma eta inferentzia arauen arabera, triangelu baten barneko angeluen batura 180º da”. Bestalde, Russellen paradoxa desagertu egiten da; izan ere, multzoen teorian "multzo guztien multzoa" ezin da ondo eratutako formula batekin adierazi. Hain zuzen ere, multzo guztien multzoa ongi eratutako formula baten bidez adieraz badaiteke, horrek esan nahi du teoria ez-tinkoa dela; eta ongi eratutako baieztapen oro, baita horren ezeztapena ere, teorema bat da.
Esandakoaren arabera, teorema baten baliozkotasuna haren frogaren zuzentasunaren araberakoa baino ez da. Ez da egiaren ezta axiomen esanahien araberakoa. Horrek ez du esan nahi axiomen esanahia interesgarria ez denik, baizik eta teorema baten baliozkotasuna axiomen esanahiarekiko independentea dela. Independentzia hori erabilgarria izan daiteke, itxuraz loturarik ez duten matematikako arloetan beste alorretan lortutako emaitzak erabiltzeko aukera ematen baitu.
Matematika antolatzeko modu honen ondorio garrantzitsu bat da matematikako teoriak objektu gisa definitzea, eta haiei buruzko teoremak frogatzea ahalbidetzen duela.
Zentzuzkoa den bezala, teorema askok baldintzapeko adierazlearen forma dute: A betetzen bada, orduan B ere bai. Teorema horrek "B" baieztatzen ez duen arren, "B" "A"-ren beharrezko ondorioa dela adierazten du. Kasu honetan, A teoremaren hipotesia deitzen da, eta B, berriz, teoremaren ondorioa. Biek batera (frogapena kontuan hartu gabe) proposizioa edo teoremaren enuntziatua osatzen dute (adibidez, "A baldin bada, orduan B" proposizioa da).[2] Esate baterako, "n zenbaki natural bikoitia bada, orduan n/2 zenbaki naturala da" teorema bat da, non hipotesia "n zenbaki natural bikoitia da" eta ondorioa "n/2 zenbaki naturala ere bada" diren.
Matematikan ohikoa da, lengoaia baten barruan zenbait hipotesi aukeratuta, teoria bat osatzea hipotesi horietatik ateratako eta froga daitezkeen enuntziatu guztiekin. Hipotesi hauek teoriaren oinarria osatzen dute eta axioma edo postulatu deitzen zaie. Froga teoria izenez ezagutzen den matematika-arloak hizkuntza formalak, axiomak eta frogen egitura aztertzen ditu.
Pierre de Fermat
Teorema batzuk nabariak dira, definizioetatik, axiometatik eta beste teorema batzuetatik berehala ondoriozta daitezkeelako. Beste batzuk, berriz, "sakonak" kontsideratzen dira, horien frogak luzeak eta zailak direlako, matematikako beste arlo batzuk inplikatzen dituztelako edo matematikaren arlo ezberdinen arteko lotura harrigarriak erakusten dituztelako.[3] Gerta daiteke teorema baten adierazpena erraza izatea, berez sakona izan arren. Horren adibidea Fermat-en Azken Teorema izango litzateke.[4]
Beste teorema batzuek, berriz, gaur egun ezagunak diren arren, errealitatean egiaztatzeko zailak diren frogak dituzte. Kasu horietan, teoremak egiazkotzat jotzen dira behin haien froga bilaketa konputazional batera murriztu eta ordenagailuko programa batek baieztatzen duenean.
Horrez gain, badaude kalkulu sinpleagoetara murriztu daitezkeen teorema matematikoak ere, zeinetan identitate polinomikoak, identitate trigonometrikoak eta identitate hipergeometrikoak [5] erabiltzen diren.
p eta q bi proposizio izanik, proposizio horietatik abiaturik elkarrekin lotutako honako teorema hauek sor daitezke, baldin eta hipotesia ondorioarekin trukatu eta, ondoren, hasieran genituen proposizioen ukapenak kontuan hartzen baditugu. [6]
Matematikan, teorema batek interesgarria edo garrantzitsua izan behar du komunitate matematikoaren barruan teorematzat hartzeko. Teorema batek baino garrantzi txikiagoa dutela kontsideratzen diren kontzeptuak ondokoak dira:
Carl Friedrich GaussLema: teorema zabalago baten parte den baieztapena. Gerta daiteke lema batek garrantzi handia hartzea, teorema bihurtzeraino. Gaussen lema eta Zornen lema, esaterako, berez teoremak dira, nahiz eta arrazoi historikoengatik lema hitzak beren izenean jarraitu.
Korolarioa: teorema baten ondorengo baieztapena. A proposizioa B proposizio edo B teorema baten korolarioa da A B-tik ondoriozta badaiteke.
Proposizioa: teorema jakin bati lotu gabeko baieztapena edo emaitza, aditu askok teoremaren sinonimo gisa erabiltzen dutena. [8]
Salbuespenak salbu, teorema bat eta haren frogapena honela aurkeztu ohi dira:
Teorema (proba egin zuen pertsonaren izena, eta proba aurkitu edo argitaratu zen urtea).
Teoremaren enuntziatua
Frogaren deskribapena
Amaiera
Frogapen-amaieraren ikurraren zenbait forma.Paul R. Halmos 1986
Frogapenaren amaiera Q.E.D. (quod erat demonstrandum) letrekin edo tombstone marketako batekin adieraz daiteke. Aipaturiko marken artean erabilienak "◻" edo "◾" dira. Hauen jatorria Paul Halmos-en artikuluak dira, haien amaiera adierazteko erabiltzen baitzituen Halmosek. [9]
Ohikoa da teorema batean agertuko diren terminoen definizioak aldez aurretik zehaztea, beraien esanahi zehatza deskribatuz. Maiz, halaber, teorema baten aurretik proposizio edo lema batzuk ere agertu ohi dira, gero frogapenean erabiliko direnak. Hala ere, lema horiek teoremaren frogapenaren barne ager daitezke orobat, beraien frogekin batera. Beste aukera bat lemen frogapenak teorema amaitzean enuntziatzea izango litzateke.
Teorema baten korolarioak, berriz, teoremaren eta frogapenaren artean aurkezten dira, edota zuzenean frogapenaren ondoren. Batzuetan, korolarioek frogapen propioak izaten dituzte, teorematik zergatik ondorioztatzen diren azaltzeko.
.jpg)
