تمرین ۱
آیا اثبات مسئلهٔ زیر معتبر است؟ برای پاسخ خود دلیل بیاورید.
مسئله: در هر مثلث، اندازهٔ زاویهٔ خارجی با مجموع اندازههای دو زاویهٔ داخلی غیرمجاور با آن برابر است.
اثبات: مثلث متساویالاضلاع را در نظر میگیریم. میدانیم که مجموع زوایای داخلی هر مثلث است و زوایای و و هر کدام است؛ بنابراین
[شکل: مثلث ABC با زاویههای ۱ و ۲ در رأس A]
جواب گامبهگام
گام ۱: در این اثبات فقط یک مثلث خاص، یعنی مثلث متساویالاضلاع، بررسی شده است؛ در آن هر زاویهٔ داخلی است و زاویهٔ خارجی میشود.
گام ۲: مسئله دربارهٔ هر مثلث دلخواه است. برقرار بودن یک حکم در یک حالت خاص (یا چند حالت خاص) دلیل نمیشود که برای همهٔ مثلثها هم درست باشد. مثلاً در مثلث متساویالاضلاع زاویههای و برابرند و این ویژگی در مثلثهای دیگر وجود ندارد. پس این اثبات معتبر نیست، هرچند حکم در واقع درست است.
گام ۳: اثبات درست: مثلث دلخواه را در نظر میگیریم و زاویهٔ خارجی را در رأس با نشان میدهیم. میدانیم مجموع زاویههای داخلی هر مثلث است و زاویههای و روی یک خط راستاند:
این استدلال برای هر مثلثی برقرار است.
جواب نهایی
1) خیر، اثبات معتبر نیست؛ چون فقط برای مثلث متساویالاضلاع (یک حالت خاص) انجام شده و برای مثلث دلخواه نیست. اثبات درست: از و نتیجه میشود .