欧氏几何、罗氏几何、黎曼几何的区别。

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关于欧氏几何的第5公设及非欧几何

关于欧氏几何的第5公设及非欧几何

关于欧氏几何的第5公设及非欧几何谢裕华秦敏雁施培成摘要:本文综述了由欧氏几何到非欧几何的发展历史;评述了非欧几何的思想及其伟大意义;论述了欧氏几何,罗氏几何,黎曼几何的对立统一关系。

比较了三种几何的主要特征及适用范围。

关键词:第五公设,欧氏几何,罗氏几何,黎曼几何。

一、关于Euclid的《Elements》欧几里得的《几何原本》早已失传,现存的有:1、公元四世纪末(400年左右)泰恩(Thon)的《原本》修订本。

2、18世纪在梵蒂冈图书馆发现的一个第十世纪的《原本》希腊文手抄本,可能比泰恩本更早些。

3、现代版本最早的是1482在威尼斯印刷的,依据泰恩修订本的版本。

4、现在看到的各种版本(一千多种版本)均非欧几里得手稿的传本,而是依据后人的修订本,注释本,翻译本重新整理出来的。

5、1794年法国数学家勒让德(A.M.Legendre,1752-1833)为使《几何原本》更便于教和学,曾对《原本》作了较大的修改,如删去了《原本》中的非几何部分内容,并将几何部分重新整理和编写。

把“命题”中的定理和问题加以明确区分,还把第5公设换为与它等价的平行公理;“过直线外一点,有而且只有一条直线与原直线平行”等等,编成了《新欧几里得几何原本》。

于是自19世纪开始,初等几何课本一般都是以此为兰本的改编本。

6、中国最早的汉译本是1607年(明万历35年丁未)意大利传教士利玛窦(Matteo Ricci,1552-1610)和徐光启(1562-1633)的合译本(前6卷),称之为“明译本”底本系德国人的拉丁文本15卷。

二百五十年之后,1857年,后9卷由英人伟烈亚(A.Wylie,1815-1887)和李善兰(1811-1882)合译,称之为“清译本”底本是英文版第15卷。

由于它们均系文言,并且名词,术语和现代有很大的差异,不易看懂,故现代新译本于1990年由陕西科技出版社出版。

二、关于第5公设古希腊对于数学的最杰出的贡献就是“根据公理体系来建立数学”的观念,即:一个合乎逻辑的学科,应当是由一组原始定义和原始命题(公设,公理)出发,通过演绎推理导出这一学科的其他所有命题。

空间中的平行关系

空间中的平行关系

诚西郊市崇武区沿街学校.2空间中的平行关系平行公理从古希腊时代到公元1800年间,许多数学家都尝试根据欧几里德的其他公理去证明欧几里德平行公理,结果都归于失败,19世纪,德国数学家高斯、俄国数学家罗巴切夫斯基和匈牙利数学家波尔约等人都各自独立地认识到这种证明是不可能的,也就是说平行公理是独立于其他公理的,并且可以用不同的平行公理替代欧几里德的平行公理而建立非欧几何学。

罗巴切夫斯基于1830年前后,发表了关于非欧几何的理论,罗巴切夫斯基的平行公理是.在一平面上,过直线外一点至少有两条直线与该直线一一共面而不相交.,由此演绎出一系列全新的无矛盾的结论,在这种几何里,三角形内角和小于180°,相似三角形不存在,等等。

这样一来,欧几里德几何与罗巴切夫斯基几何就存在本质上的区别,欧氏几何只是罗氏几何的特殊情况。

1854年,德国数学家黎曼研究了自己的几何学,他拓广了空间概念,例如四维的黎曼空间,创始了几何学的一片更广阔的领域,这种几何称为黎曼几何学。

在黎曼几何中,黎氏直线是封闭的〔是球的大圆〕,一切直线都相交。

黎氏平面上没有不相交的直线,黎氏三角线的内角和大于180°,黎氏几何中没有平行线。

罗氏几何学与欧氏几何的区别仅在于一条平行公理,而黎氏几何与欧氏几何的区别却大得多,不仅平行公理不同,其他公理亦不同。

研习点1平行直线1.平行直线的定义:同一平面内不相交的两条直线叫做平行线.2.平行公理:过直线外一点有且只有一条直线和这条直线平行.3.公理4:平行于同一直线的两条直线互相平行,此性质又叫做空间平行线的传递性.公理4的符号表述为:a//c,b//c a//b.本公理中说到的两条直线仍然是不重合的两条直线,否那么,平行同一条直线的两条直线还可能重合,在使用这个公理时,一定要先有两条直线不重合,才能得到两条直线平行的结论.公理4反映了两条直线的位置关系.公理4主要用来证明两条直线平行,它是证明两直线平行的重要根据.4.等角定理:假设一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向一样,那么这两个角相等.:如下列图,∠BAC 和∠B1A1C1的边AB//A1B1,AC//A1C1,且射线AB 与A1B1同向,射线AC 与A1C1同向, 求证:∠BAC=∠B1A1C1。

数学几何48模型

数学几何48模型

数学几何48模型数学几何是数学的一个分支,它研究的是空间中的形状、大小、位置等问题。

在数学几何中,有许多重要的模型,其中最为著名的就是数学几何48模型。

一、欧氏几何模型欧氏几何模型是最为基础的数学几何模型之一,它是由古希腊数学家欧几里得所创立的。

欧氏几何模型研究的是平面和空间中的图形和变换,它的基本假设是平行公设。

二、非欧几何模型非欧几何模型是相对于欧氏几何模型而言的,它是在欧氏几何模型的基础上发展起来的。

非欧几何模型研究的是曲面和空间中的图形和变换,它的基本假设是平行公设不成立。

三、球面几何模型球面几何模型是一种特殊的非欧几何模型,它研究的是球面上的图形和变换。

球面几何模型的基本假设是平行公设不成立,且曲率为正。

四、双曲几何模型双曲几何模型是另一种非欧几何模型,它研究的是双曲面上的图形和变换。

双曲几何模型的基本假设是平行公设不成立,且曲率为负。

五、仿射几何模型仿射几何模型是一种介于欧氏几何模型和非欧几何模型之间的模型,它研究的是平面和空间中的图形和变换,但不考虑距离的大小和比例。

六、射影几何模型射影几何模型是一种特殊的仿射几何模型,它研究的是射影空间中的图形和变换。

射影几何模型的基本假设是平行公设不成立,但是不存在无穷远点。

七、向量几何模型向量几何模型是一种基于向量的几何模型,它研究的是向量空间中的图形和变换。

向量几何模型的基本假设是向量的加法和数乘运算满足一定的规律。

总之,数学几何48模型是数学几何中最为重要的模型之一,它们在数学研究和实际应用中都有着广泛的应用。

通过对这些模型的深入研究,我们可以更好地理解空间中的形状、大小、位置等问题,为我们的生活和工作带来更多的便利和启示。

《几何学》辅导纲要总结

《几何学》辅导纲要总结

《几何学》辅导纲要第一章 公理化方法与非欧几何主要内容:1.几何学公理化方法的构造和原理及其作用、意义 2.希尔伯特公理体系的结构3.公理系统的相容性、独立性和完备性 4.罗氏几何和黎曼几何的数学模型 重点掌握:1.公理法的三个基本问题是相容性问题、独立性问题、完备性问题。

2.公理法的结构是原始概念的列举;定义的叙述;公理的叙述;定理的叙述和证明. 3.三角形内角和等于180度与欧氏平行公理等价。

4.欧氏几何与非欧几何的本质区别为平行公设不同。

5.公理系统的完备性: 如果公理系统的所有模型都是同构的,则称这个公理系统是完备的,或称其具有完备性。

6.几何公理: 公理是作为几何基础而本身不加证明的命题,是建立一种理论体系的少数思想规定。

在几何演绎体系里,每条定理都要根据已知定理加以证明,而这些作为依据的定理又要根据另外的已知定理加以证明,如此步步追寻起来,过程是无止境的,必须适时而止。

因此,需要选取一些不加证明的原始命题作为证明一切定理的基础,这就是公理。

7.公理系统的相容性: 一个公理系统及其一切推论不含有矛盾命题时,称这个公理系统是相容的或无矛盾的。

8.欧几里得的第五公设:在一平面上如果直线l 与另外两条直线b a ,相交,有一侧的两个同侧内角βα,的和小于两直角,则直线a 与b 在同侧内角的和小于两直角的那一侧相交。

baαβl9.公理法的基本思想:若干个原始概念(包括元素和关系)、定义和公理一起叫做一个公理体系,构成了一种几何的基础。

全部元素的集合构成了这种几何的空间。

在这个公理体系的基础上,每个概念都必须给出定义,每个命题都必须给出证明,原始概念、定义、公理和定理按照逻辑关系有次序地排列而构成命题系统——逻辑结构,这就是公理法思想。

10.公理系统的独立性:如果一个公理系统中的某条公理不能由其余公理证明,即不时其余公理的推论,则称这条公理在公理系统中是独立的。

如果一个公理系统中的没一条工理都是独立的,则称这个公理系统是独立的。

欧式黎曼罗氏几何

欧式黎曼罗氏几何

欧式黎曼罗氏几何部门: xxx时间: xxx整理范文,仅供参考,可下载自行编辑除欧氏几何,还有罗氏几何、黎曼几何。

它们合称非欧几何。

可以推断你的基础还薄弱,理解不了这些,给你简单讲几句。

以后慢慢学你可能能理解。

欧几里德几何(欧式几何>的传统描述是一个公理系统,通过有限的公理来证明所有的“真命题”。

欧几里德几何的五条公理是:1、任意两个点可以通过一条直线连接。

2、任意线段能无限延伸成一条直线。

3、给定任意线段,可以以其一个端点作为圆心,该线段作为半径作一个圆。

4、所有直角都全等。

5、若两条直线都与第三条直线相交,并且在同一边的内角之和小于两个直角,则这两条直线在这一边必定相交。

第五条公里称为平行公理,可以导出下述命题:通过一个不在直线上的点,有且仅有一条不与该直线相交的直线。

长期以来,数学家们发现第五公设和前四个公设比较起来,显得文字叙述冗长,而且也不那么显而易见。

有些数学家还注意到欧几里得在《几何原本》一书中直到第二十九个命题中才用到,而且以后再也没有使用。

也就是说,在《几何原本》中可以不依靠第五公设而推出前二十八个命题。

因此,一些数学家提出,第五公设能不能不作为公设,而作为定理?能不能依靠前四个公设来证明第五公设?这就是几何发展史上最著名的,争论了长达两千多年的关于“平行线理论”的讨论。

由于证明第五公设的问题始终得不到解决,人们逐渐怀疑证明的路子走的对不对?第五公设到底能不能证明?到了十九世纪二十年代,俄国喀山大学教授罗巴切夫斯基在证明第五公设的过程中,他走了另一条路子。

他提出了一个和欧式平行公理相矛盾的命题,用它来代替第五公设,然后与欧式几何的前四个公设结合成一个公理系统,展开一系列的推理。

他认为如果这个系统为基础的推理中出现矛盾,就等于证明了第五公设。

我们知道,这其实就是数学中的反证法。

但是,在他极为细致深入的推理过程中,得出了一个又一个在直觉上匪夷所思,但在逻辑上毫无矛盾的命题。

最后,罗巴切夫斯基得出两个重要的结论:第一,第五公设不能被证明。

几何学基础简介

几何学基础简介

几何学基础简介Lex Li几何原本简介古希腊大数学家欧几里德是与他的巨著——《几何原本》一起名垂千古的。

这本书是世界上最著名、最完整而且流传最广的数学著作,也是欧几里德最有价值的一部著作。

欧几里德把人们公认的一些事实列成定义和公理,以形式逻辑的方法,用这些定义和公理来研究各种几何图形的性质,从而建立了一套从公理、定义出发,论证命题得到定理得几何学论证方法,形成了一个严密的逻辑体系——几何学。

而这本书,也就成了欧式几何的奠基之作。

作为基础的五条公理和公设五条公理1.等于同量的量彼此相等;2.等量加等量,其和相等;3.等量减等量,其差相等;4.彼此能重合的物体是全等的;5.整体大于部分。

五条公设1.过两点能作且只能作一直线;2.线段(有限直线)可以无限地延长;3.以任一点为圆心,任意长为半径,可作一圆;4.凡是直角都相等;5.同平面内一条直线和另外两条直线相交,若在直线同侧的两个内角之和小于180°,则这两条直线经无限延长后在这一侧一定相交。

《几何原本》的主要内容欧几里得的《几何原本》共有十三卷。

目录第一卷几何基础第二卷几何与代数第三卷圆与角第四卷圆与正多边形第五卷比例第六卷相似第七卷数论(一)第八卷数论(二)第九卷数论(三)第十卷无理量第十一卷立体几何第十二卷立体的测量第十三卷建正多面体各卷简介第一卷:几何基础。

重点内容有三角形全等的条件,三角形边和角的大小关系,平行线理论,三角形和多角形等积(面积相等)的条件,第一卷最后两个命题是毕达哥拉斯定理的正逆定理;第二卷:几何与代数。

讲如何把三角形变成等积的正方形;其中12、13命题相当于余弦定理。

第三卷:本卷阐述圆,弦,切线,割线,圆心角,圆周角的一些定理。

第四卷:讨论圆内接和外切多边形的做法和性质;第五卷:讨论比例理论,多数是继承自欧多克斯的比例理论,被认为是"最重要的数学杰作之一"第六卷:讲相似多边形理论,并以此阐述了比例的性质。

非欧几何

非欧几何

非欧几何罗巴切夫斯基几何的公理系统和欧几里得几何不同的地方仅仅是把欧式几何平行公理用“在平面内,从直线外一点,至少可以做两条直线和这条直线平行”来代替,其他公理基本相同。

由于平行公理不同,经过演绎推理却引出了一连串和欧式几何内容不同的新的几何命题。

我们知道,罗氏几何除了一个平行公理之外采用了欧式几何的一切公理。

因此,凡是不涉及到平行公理的几何命题,在欧式几何中如果是正确的,在罗氏几何中也同样是正确的。

在欧式几何中,凡涉及到平行公理的命题,在罗氏几何中都不成立,他们都相应地含有新的意义。

下面举几个例子加以说明:欧式几何:同一直线的垂线和斜线相交。

垂直于同一直线的两条直线互相平行。

存在相似的多边形。

过不在同一直线上的三点可以做且仅能做一个圆。

罗氏几何:同一直线的垂线和斜线不一定相交。

垂直于同一直线的两条直线,当两端延长的时候,离散到无穷。

不存在相似的多边形。

过不在同一直线上的三点,不一定能做一个圆。

从上面所列举得罗氏几何的一些命题可以看到,这些命题和我们所习惯的直观形象有矛盾。

所以罗氏几何中的一些几何事实没有像欧式几何那样容易被接受。

但是,数学家们经过研究,提出可以用我们习惯的欧式几何中的事实作一个直观“模型”来解释罗氏几何是正确的。

1868年,意大利数学家贝特拉米发表了一篇著名论文《非欧几何解释的尝试》,证明非欧几何可以在欧几里得空间的曲面(例如拟球曲面)上实现。

这就是说,非欧几何命题可以“翻译”成相应的欧几里得几何命题,如果欧几里得几何没有矛盾,非欧几何也就自然没有矛盾。

直到这时,长期无人问津的非欧几何才开始获得学术界的普遍注意和深入研究,罗巴切夫斯基的独创性研究也就由此得到学术界的高度评价和一致赞美,他本人则被人们赞誉为“几何学中的哥白尼”。

欧氏几何与罗氏几何中关于结合公理、顺序公理、连续公理及合同公理都是相同的,只是平行公理不一样。

欧式几何讲“过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行”。

罗氏几何讲“过直线外一点至少存在两条直线和已知直线平行”。

欧氏几何 非欧几何 罗曼几何2007

欧氏几何 非欧几何 罗曼几何2007

欧氏几何非欧几何罗曼几何2007/05/20 11:06欧氏几何、罗氏几何、黎曼几何是三种各有区别的几何。

后两种几何就称为非欧几何。

三种几何各自所有的命题都构成了一个严密的公理体系,各公理之间满足和谐性、完备性和独立性。

因此这三种几何都是正确的。

欧氏几何与非欧几何最显著的区别:在于对几何发展史上最著名的,争论了长达两千多年的关于“平行线理论”的讨论的解释。

欧氏几何与罗氏几何中关于结合公理、顺序公理、连续公理及合同公理都是相同的,只是平行公理不一样。

欧式几何讲“过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行”。

罗氏几何讲“过直线外一点至少存在两条直线和已知直线平行”。

那么是否存在这样的几何“过直线外一点,不能做直线和已知直线平行”?黎曼几何就回答了这个问题。

黎曼几何中的一条基本规定是:在同一平面内任何两条直线都有公共点(交点)。

在黎曼几何学中不承认平行线的存在,它的另一条公设讲:直线可以无限延长,但总的长度是有限的。

欧氏距离:在二维和三维空间中的欧式距离的就是两点之间的距离,二维的公式是d = sqrt((x1-x2)^+(y1-y2)^)三维的公式是d=sqrt(x1-x2)^+(y1-y2)^+z1-z2)^)推广到n维空间,欧式距离的公式是d=sqrt( ∑(xi1-xi2)^ ) 这里i=1,2..nxi1表示第一个点的第i维坐标,xi2表示第二个点的第i维坐标黎曼(Georg Friedrich Bernhard Riemann 1826-1866德国汉诺威)黎曼1826年出生于汉诺威一个小村庄,父亲是路德派的牧师。

由于家庭生活困难,黎曼的六个兄弟姐妹中多数夭亡。

黎曼本人身体也很虚弱。

19岁时,黎曼依父亲意愿进入哥廷根大学学习哲学和神学,以便将来成为一名牧师。

当时的哥廷根大学由于有高斯而成为世界数学的中心之一,受这里数学研究气氛的感染,从小就在数学上显露才华的黎曼决定放弃神学,专攻数学。

于是转到柏林大学,从雅可比、狄利克雷、史坦纳那里受教,而进入新的数学领域。

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欧氏几何、罗氏几何和黎曼几何是几何学中的三个重要分支,它们分别由欧几里德、罗伯特·罗斯和伯纳德·黎曼提出,并在不同的数学和物理领域中发挥着重要作用。

这三种几何学在概念、方法和应用上有着明显的区别,让我们一起深入了解它们。

一、欧氏几何
欧氏几何是以古希腊数学家欧几里德的名字命名的几何学。

它主要研究平面几何和空间几何中的点、线、面以及它们之间的关系和性质。

在欧氏几何中,有五条公理作为基础,这些公理包括点的唯一性、直线的无限延伸性等,构成了欧氏空间的基本性质和特征。

欧氏几何是最为直观和常见的几何学,在我们日常生活和实际工作中有着广泛的应用,比如建筑设计、地理测量等领域。

二、罗氏几何
相较于欧氏几何,罗氏几何是一种非欧几何,由19世纪的数学家罗伯特·罗斯提出。

罗氏几何放弃了平行公设并提出了新的平行公设,即通过一点可以作出无数平行线。

这种新的理念打破了欧氏几何中平行线的概念,引入了一种新的、非直观的几何学体系。

罗氏几何虽然在直观上难以理解,但在相对论和曲率空间的研究中有着重要的应用,尤其是在描述引力场和黑洞的时候,罗氏几何的理论和方法显得尤为重要。

三、黎曼几何
黎曼几何是由19世纪德国数学家伯纳德·黎曼创立的一种曲面的微分几何学。

相较于欧氏几何和罗氏几何,黎曼几何的研究范围更广,不再局限于平面和直线,而是研究了曲面和多维空间的性质和变换。

黎曼几何的理论为爱因斯坦的广义相对论奠定了基础,也在现代物理学和工程领域有着极其重要的应用。

结语
通过对欧氏几何、罗氏几何和黎曼几何的深入了解,我们可以看到这三种几何学在概念、方法和应用上的明显区别。

欧氏几何在平面和直线的理论中有着直观的优势,罗氏几何在非直观的空间和曲率中有着重要的应用,而黎曼几何则进一步拓展了几何学的研究领域,为现代数学和物理学的发展提供了重要的理论基础。

在个人看来,欧氏几何、罗氏几何和黎曼几何的区别体现了数学的多样性和丰富性,也展示了数学在不同领域中的重要作用。

通过深入学习和探索这些几何学的理论和方法,我们可以更好地理解和应用数学知识,为科学研究和工程实践提供更多的可能性和机遇。

希望通过这篇文章的阐述,您能对欧氏几何、罗氏几何和黎曼几何有更清晰的认识,并能够在相关领域中有更深入的思考和应用。

欢迎您对这些几何学提出更多的疑问和探讨,让我们一起共同探索数学的奥秘和魅力。

欧氏几何、罗氏几何和黎曼几何是几何学中的三个重要分支,它们各自由欧几里德、罗伯特·罗斯和伯纳德·黎曼提出,并在数学
和物理领域中都发挥着重要作用。

这三种几何学在概念、方法和应用
上有着明显的区别,让我们一起更深入地了解它们。

让我们来了解一下欧氏几何。

欧氏几何是以古希腊数学家欧几里德的
名字命名的几何学。

它主要研究平面几何和空间几何中的点、线、面
以及它们之间的关系和性质。

在欧氏几何中,有五条公理作为基础,
这些公理包括点的唯一性、直线的无限延伸性等,构成了欧氏空间的
基本性质和特征。

欧氏几何是最为直观和常见的几何学,在我们日常
生活和实际工作中有着广泛的应用,比如建筑设计、地理测量等领域。

接下来,我们来介绍罗氏几何。

罗氏几何是一种非欧几何,由19世纪的数学家罗伯特·罗斯提出。

罗氏几何放弃了平行公设并提出了新的平
行公设,即通过一点可以作出无数平行线。

这种新的理念打破了欧氏
几何中平行线的概念,引入了一种新的、非直观的几何学体系。

罗氏
几何虽然在直观上难以理解,但在相对论和曲率空间的研究中有着重
要的应用,尤其是在描述引力场和黑洞的时候,罗氏几何的理论和方
法显得尤为重要。

让我们认识一下黎曼几何。

黎曼几何是由19世纪德国数学家伯纳德·黎曼创立的一种曲面的微分几何学。

相较于欧氏几何和罗氏几何,
黎曼几何的研究范围更广,不再局限于平面和直线,而是研究了曲面
和多维空间的性质和变换。

黎曼几何的理论为爱因斯坦的广义相对论
奠定了基础,也在现代物理学和工程领域有着极其重要的应用。

三种几何学在概念、方法和应用上的明显区别展现了数学的多样性和
丰富性,也展示了数学在不同领域中的重要作用。

通过深入学习和探
索这些几何学的理论和方法,我们可以更好地理解和应用数学知识,
为科学研究和工程实践提供更多的可能性和机遇。

欧氏几何、罗氏几何和黎曼几何在现代科学和工程领域中发挥着巨大
的作用。

在数学领域,它们为不同的研究提供了理论基础和工具方法,如在几何拓扑学、微分方程和动力系统中的应用。

在物理学领域,这
些几何学为描述宇宙结构和引力场的变化提供了重要的数学模型和工具。

在工程领域,它们为设计新型材料和结构提供了理论指导和计算
方法。

对欧氏几何、罗氏几何和黎曼几何的深入了解,有助于我们更好地理
解数学的深刻内涵和丰富多彩的应用领域。

通过研究这些几何学,我
们能够更好地理解和应用数学知识,为科学研究和工程实践提供更多
的可能性和机遇。

在个人看来,欧氏几何、罗氏几何和黎曼几何的区别体现了数学的多
样性和丰富性,也展示了数学在不同领域中的重要作用。

通过深入学
习和探索这些几何学的理论和方法,我们可以更好地理解和应用数学
知识,为科学研究和工程实践提供更多的可能性和机遇。

在未来,随着科学技术的不断发展,这三种几何学的研究和应用将会更加深入和广泛。

希望通过这篇文章的阐述,您能对欧氏几何、罗氏几何和黎曼几何有更清晰的认识,并能够在相关领域中有更深入的思考和应用。

如果您对这些几何学有更多的疑问和探讨,也欢迎您和我们一起共同探索数学的奥秘和魅力。

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