Pólya György és a sík 17 elemű kristálycsoportjának vizualizációja

1. Pólya György ésa sík 17 elemű kristálycsoportjának vizualizációja Kántor Sándorné Varga Tünde Debreceni Egyetem, Matematikai Intézet e-mail: tkantor@science.unideb.hu

2. Pólya György (1887-1985) • Pólya György (1887-1985) kiváló tudós és nagyszerű tanáregyéniség volt. • A matematika különböző területeivel foglalkozott: kombinatorika, valószínűségszámítás, valós- és komplex függvények, analízis, geometria, számelmélet, algebrai egyenletek elmélete, matematikai fizika. • Neve összeforrt a modern heurisztikával, a felfedezés tudományával, • Munkásságának egy érdekes színfoltja a rajznak, mint a geometria nyelvének az alkalmazása . • A sík 17 kristálycsoportjáról készített rajzai ihlették meg M. C. Escher holland grafikust. Így Pólya és Escher ugyanazt a nyelvet beszélték, a geometriai alakzatok nyelvét.

3. Pólya György (1887-1985)

4. Pólya György ismertebb munkái • A probléma megoldás iskolája • A gondolkodás iskolája • A matematika gondolkodás művészete I-II. ( Indukció és analógia, A plauzibilis következtetés) • Matematikai módszerek természettudomá-nyokban • 250 cikke és társszerzőkkel együtt 10 könyve, illetve monográfiája jelent meg, közülük számosat több nyelvre lefordítottak. • Összegyűjtött műveit 4 kötetben adták ki Cambridge-ben 1974 és 1984 között.

5. Életrajza • Pólya György 1887. december 13-án született Budapesten.. Édesapja Pólya (Pollák) Jakab kiváló közgazdász, aki számos könyvet írt, az MTA levelező tagja volt. Édesanyja Deutsch Anna. • Hatan voltak testvérek 4 fiú és 2 lány. Testvérei közül kiemelkedő munkásságot fejtett ki a matematikához is erősen vonzódó Pólya Jenő sebészprofesszor (1876-1944?), akiről sebészi eljárást neveztek el. • Középiskolai tanulmányait a híres II. kerületi Markó utcai főreáliskolában folytatta. 1905-ben érettségizett. Beke Manó tanította matematikára. Beke Manó a 20. század elején a magyarországi matematikatanítási reformtörekvések fő képviselője volt.

6. Pólya György (1887-1985

7. Életrajza • Diákkorában jó volt matematikából is, fizikából is. Bár szerette a matematikát, de szeretete nem volt kizárólagos. • A földrajz, a latin nyelv, a magyar nyelv és irodalom is kedvenc tantárgya volt. • Egyetemi tanulmányait orvostanhallgatóként kezdte el, félévig jogot, hallgatott, majd magyar-, latin- és görög nyelvszakos volt, 1907-ben pedig filozófiát tanult. Az alapvizsga letétele után fordult vissza érdeklődése a matematika felé. • A későbbiekben úgy jellemezte saját magát, hogy nem volt elég jó a fizikához, de túl jó volt a filozófiához, és a matematika a kettő között helyezkedik el.

8. Munkái • Közvetlenül az egyetemi tanulmányainak befejezése után 1912-ben benyújtotta A valószínűségszámítás néhány kérdéséről és bizonyos velük összefüggő határozott integálokról című doktori disszertációját. • A disszertáció érdekessége, hogy benne olyan elméleti kérdésekkel is foglalkozott, mint pl. milyen eseményeknek tulajdoníthatunk valószínűséget, mi legyen a valószínűség fogalmának intuitív megfelelője.

9. Élete • 1940-ben barátja Szegő Gábor meghívására a fasizmus elől kivándorolt az USA-ba Először a Rhode Island Brown Egyetemen tanított, utána a Smith College vendégprofesszora volt. 1942-től a Stanford Egyetemen professzor.1953-ban vonult nyugdíjba, de egyetemi előadásait és kutatómunkáját ezután is tovább folytatta. • Egyre növekvő energiával fordult a matematikatanítás kérdései felé.Beteljesedett egykori matematika-tanárának, későbbi professzorának, Beke Manónak a jóslata. Úgy, úgy, maga a filozófiától jön a matematikához. Vissza fog térni a filozófiához. De ne térjen vissza túl korán.” • Legutolsó egyetemi előadássorozatát 91 éves korában tartotta kollégái számára.

10. Pólya György emlékezete Emlékét viseli: • az SIAM (Society for Industrial and Applied Mathematics) kombinatorikai Pólya-díja • az Amerikai Matematikai Társulat Pólya-díja, amellyel a College Mathematics Journal ismeretterjesztő cikkeit díjazzák • a London Mathematical Society Pólya-díja • A 29646 Polya kisbolygó, amelyet 1998. november 16-án fedezett fel P: G. Comba és a kisbolygó övben kering • a Veszprémi Pannon Egyetem Műszaki Informatikai Kara Pólya György díja a matematikatanárok tehetséggondozás területén elért eredményeiért

11. Pólya György munkássága

12. Pólya György munkássága

13. Pólya György munkássága

14. Pólya György munkássága • A problémamegoldás iskolája című könyve azok számára szól, akik saját, vagy mások gondolkodási készségét szeretnék fejleszteni. A könyv előszavában itt is azt hangsúlyozza, hogy „aki problémát megoldani akar tanulni, annak a problémák megoldását kell gyakorolnia.”

15. Pólya György és Szegő Gábor

16. Pólya és Escher kapcsolata • Pólya György Über die Analogie der Krystallsymmetrie in der Ebene ( Z. Kristall 60 (1924) 278-282) című cikkében a sík 17 kristálycsoportjával foglalkozott. • A cikk érdekessége az, hogy Pólya mind a 17 kristálycsoportot rajzzal is szemléltette. M. C. Escher testvére geográfus volt. Amikor ezt a cikket meglátta a folyóiratban, felhívta rá grafikus testvére figyelmét. • Pólya és Escher ugyanazt a nyelvet értették, a geometriai alakzatok nyelvét. • Escher a matematikai részt nem értette, de a rajzokból ráérzett a kristálycsoport egyes elemeinek a geometriai tulajdonságaira, a periodikusságra, a szimmetriára és a maga művészi módján Pólya rajzait átformálta, madarakat, kutyákat, stb. helyezett rá Pólya ábráira, majd a színezés bevezetésével tovább is fejlesztette az ábrázolást.

17. A sík 17 kristálycsoportja • C1 p1 : 2 eltolás • C2 p2 : 3 félfordulat • C3 pm : 2 tükrözés és egy eltolás • C4 pg : 2 párhuzamos csúsztatva tükrözés • C6 cm : 1 tükrözés és egy párhuzamos csúsztatva tükrözés

18. A sík 17 kristálycsoportja • D1kk pmm: téglalap oldalaira való 4 tükrözés • D1gg pmg: 1 tükrözés és 2 fél fordu-lat • D1kg pgg : 2 merőleges csúsztatva tükrözés • D2 kkkk cmm : 2 merőleges tükrözés • D2gggg p4: 1 félfordulat és egy negyed fordulat

19. A sík 17 kristálycsoportja • D2kkgg p4m : 45 – 45 - 90 fokos szögű derékszögű háromszög oldalaira vonatkozó tükrözések • D2kgkg p4g : 1 tükrözés és 1 negyed fordulat • D*4 p3 : 2 darab 120 fokos forgatás • D0 4 p3m1 : 1 tükrözés és 1 darab 120 fokos forgatás

20. A sík 17 kristálycsoportja • D*3 p31m : Egyenlő oldalú háromszög oldalaira való vonatkozó tükrözések • D0 3 p6 : 1 félfordulat és egy 120 fokos forgatás • D6 p6m: 30- 60-90-os szögekkel rendelkező derékszögű háromszög oldalaira való tükrözések

21. M. C. Escher

22. Pólya és Escher kapcsolata

23. Pólya és Escher kapcsolata

24. Pólya és Escher kapcsolata

25. Pólya és Escher kapcsolata

26. Pólya és Escher kapcsolata

27. Pólya és Escher kapcsolata

28. Pólya és Escher kapcsolata

29. Pólya és Escher kapcsolata

30. Pólya és Escher kapcsolata

31. Pólya és Escher kapcsolata

32. Pólya és Escher kapcsolata

33. Escher egy tétele Escher rajzainak készítése közben felfedezte a következő geometriai tételt: Tétel: Egy tetszőleges háromszög egy tetszőleges oldalát 5, egy másik oldalát 4, a harmadik oldalát 3 egyenlő részre osztjuk. Az osztópontokat egymással és a csúcsokkal összekötő szakaszok között található 3 olyan összekötő szakasz, amely egy ponton megy át, és a metszéspont úgy osztja két részre ezeket a szakaszokat, hogy az osztási arány kis egész számokkal kifejezhető.

34. Escher egy tétele

35. I. csoport: 1-2. eset: a 3 szakasz a 3 csúcsból indul. II. csoport: 3 - 6. eset : 2 szakasz indul egy csúcsból. III. csoport: 7-14. eset: 1 szakasz indul a csúcsból. IV. 15-17. eset: egyik szakasz sem indul csúcsból. Escher egy tétele

36. Escher rajza

37. Escher rajza • Coxeter: Geometriák könyvének fedőlapja

38. Irodalom • Alexanderson, G. L.: The Polya picture album, Basel, 1987 • Pólya György: A matematikai gondolkodás művészete I-II. Indukció és analógia, A plauzibilis következtetés, Gondolat , Budapest, 1988, 1989 • Pólya György: A probléma megoldás iskolája I-II. Tankönyvkiadó, Budapest, 1967, 1968) • Pólya György: Matematikai módszerek a természettudományokban, Gondolat Kiadó, Budapest, 1984

39. Irodalom 5. Pólya György, Szegő Gábor: Feladatok és tételek az analízis köréből I-II. Tankönyvkiadó, 1980 6. Pólya György: Über die Analogie der Krystallsymmetrie in der Ebene, Z. Kristall 60 (1924) 278-282 7. Ribár Béla: Híres magyar tudósok, JMTT Kiskönyvtára 8. Schattschneider, D.: Vision of Symmetry Nortebooks, Pweidic Drawings, and Related works of M. C. Echer, W. H. Freeman Company, New York 9. Zaal, Ch.:Escher egy tétele. KöMAL.1998/7, 385-387