欧几里得与欧几里得几何
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演变过程从欧几里得几何到非欧几里得几何的转变演变过程:从欧几里得几何到非欧几里得几何的转变欧几里得几何(Euclidean geometry)是一种基于欧几里得(Euclid)的数学理论,被广泛应用于平面几何和空间几何的研究中。
然而,在欧几里得几何出现之前,人们对于几何的认知和研究并非局限于欧几里得的思想。
随着时间的推移,数学学者们开始探索新的几何理论,从而引出了非欧几里得几何(non-Euclidean geometry)的发展。
1. 欧几里得几何的基础欧几里得几何以希腊数学家欧几里得的著作《几何原本》为基础。
在这本著作中,欧几里得建立了一套严密的公理系统,包括点、直线、平行线等基本概念和定理。
这套公理系统形成了欧几里得几何的基础,成为后续几何研究的指导。
2. 非欧几里得几何的起源随着数学的发展,人们开始思考欧几里得公理中的第五公理,即“通过一点外一直线上的任意一点,可以作出一条与给定直线平行的直线”。
一些数学家开始质疑这个公理的合理性,并尝试推翻这个公理,从而引出了非欧几里得几何的起源。
3. 黎曼几何的开创德国数学家伯恩哈德·黎曼(Bernhard Riemann)在19世纪中期开创了黎曼几何,这是非欧几里得几何的一种重要分支。
黎曼在他的著作《黎曼几何的基本思想》中提出了对于几何的新的看法,包括多元微积分、黎曼流形等概念。
黎曼几何打破了欧几里得几何中平行线的定义,并引入了曲率的概念。
4. 非欧几里得几何的发展除了黎曼几何,其他数学家如卡尔·弗里德里希·高斯(Carl Friedrich Gauss)和尼古拉·伊万诺维奇·洛巴切夫斯基(Nikolai Ivanovich Lobachevsky)也对非欧几里得几何做出了重要贡献。
高斯提出了正则曲线坐标系,洛巴切夫斯基则提出了类似直线的概念,来研究非欧几里得几何。
这些学者的工作为非欧几里得几何的发展奠定了坚实的基础。
形的深度探索了解欧几里德几何和非欧几里德几何欧几里德几何和非欧几里德几何是数学领域里非常重要的两个分支,它们对于几何学的发展与应用起到了深远的影响。
本文将对这两种几何学进行深度的探讨与了解,揭示它们在几何学领域中的差异和重要性。
一、欧几里德几何欧几里德几何是指以古希腊著名数学家欧几里得为代表的几何学,也被称为传统几何学。
它基于一组专门的公理和定理,以点、直线和平面为基本概念,通过推理和证明来研究空间和图形的性质。
欧几里德几何是我们日常生活中最常见的几何学体系,其应用广泛,涉及到建筑、设计、测量等领域。
欧几里德几何的特点在于其空间是平直的,并且满足传统的几何公理,如同一条直线上的任意两点可以确定一条唯一的直线,通过一点可以作一条平行于已知直线的直线等等。
欧几里德几何的研究主要集中在平面几何和立体几何两个方面,其中包括点、线、角、面等概念的研究以及各种几何定理的证明。
二、非欧几里德几何相对于欧几里德几何,非欧几里德几何则是在某些公理上进行了扩充或修改的几何学。
它违背了传统的几何公理,对空间的性质提出了新的假设,引入了非欧几里得几何的概念和定理。
非欧几里得几何包括椭圆几何、双曲几何和椭球几何等不同的分支。
椭圆几何是一种曲率为正的非欧几里得几何学,其中的基本概念和公理与欧几里得几何相似,但其空间的特点是曲面的。
椭圆几何的研究对于描述行星运动和地球表面等曲面问题具有重要意义。
双曲几何则是一种曲率为负的非欧几里得几何学,它引入了与欧几里得几何中平行概念相反的概念。
在双曲几何中,通过一点可以作无数条与给定直线平行的直线。
双曲几何的研究对于描述热力学、电磁场等非平直空间问题起到了重要作用。
椭球几何是一种特殊的非欧几里得几何学,它的空间是一个闭合的曲面,例如球面。
椭球几何在地理学、天体测量以及球面模型的建立中具有重要意义。
三、欧几里德几何与非欧几里德几何的比较与应用欧几里德几何和非欧几里得几何在一些基本概念和公理上存在差异,但它们在几何学的研究和应用中各有其优势和特点。
著名的数学家有:
1、毕达哥拉斯:第一个着重“数”的人,发现毕达哥拉斯定理(勾股定理)证明了正多面体的个数,建设了许多较有影响的社团毕达哥拉斯学派创始人。
2、欧几里得:欧几里得几何(欧式几何)的始祖,编写了几何原本。
3、阿基米德:写出几何体的表面积和体积的计算方法,著有《论球和圆柱》、《论螺线》。
4、祖冲之:创立《大明历》,把圆周率推算到小数点后七位。
5、笛卡尔:在数学发展上与费马共同创立了解析几何学,使数学进入了第一个重要时代“变量时代”,他还发现了凸多面体边、顶点、面之间的关系,微积分中常见的笛卡尔叶形线也是他发现的。
6、莱布尼茨:与牛顿共同发现了微积分,使数学进入了第二个重要时代,提出了许多数学符号,是一个数学符号大师。
7、欧拉:提出函数的概念,创立分析力学,解决了柯尼斯堡七桥问题,给出欧拉公式,拓扑学的创始人。
8、高斯:至今为止最伟大的数学家,发现了数个后来才被人发现的定理(后人在他笔记上看到的),及独立研究出前人发现的定理,不求名利。
9、黎曼:非欧几何的黎曼几何的创始人。
10、希尔伯特:证明论、数理逻辑、区分数学与元数学之差别的奠基人之一,发明和发展了大量的思想观念。
11、熊庆来:定义了一个“无穷级函数”,国际上称为“熊氏无穷数”。
熊庆来在“函数理论”领域造诣很深。
1932年他代表中国第一次出席了瑞士苏黎世国际数学家大会。
[数学]欧⽒空间
欧⽒空间,即欧⼏⾥得空间(Euclidean Space)。
这⾥,欧⼏⾥得这个定语起源于古希腊时期的欧⼏⾥得⼏何[1],⽽欧⼏⾥得⼏何是指满⾜欧⼏⾥得的5条⼏何公理的⼀维⼆维⼏何。
欧⼏⾥得平⾯⼏何的五条公理(公设)是:
1.从⼀点向另⼀点可以引⼀条直线。
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.所有直⾓都相等。
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。
直到19世纪,瑞⼠数学家路德维希·施莱夫利(Ludwig Schläfli)把欧⼏⾥得平⾯⼏何发展到了三维和更⾼维的⼏何。
今天,他的⼯作已经被⼴泛接受,以⾄于他的名字都不被⼈们熟知了[2]。
最早在数学上使⽤空间的概念是在古希腊时期,那时的空间就是现实物理世界的⼀个抽象,其性质由欧⼏⾥得平⾯⼏何的⼏条公理引出。
近现代数学⾥,空间是满⾜某些特定条件的集合,数学家⽤这些条件构造了他们想要的结构。
例如,线性空间的⼋条公理就是构造了⼀种可
以“‘直’地放缩,旋转”的集合。
严格的欧⽒空间,是仿射空间的扩展,也就是在上加上内积的概念。
仿射空间可以理解为不指定原点,且有平移变换的线性空间,⽽有了内积,就定义了距离,长度和⾓度,也就有了度量,因此,欧⽒空间可以理解为增加了度量和平移变换的线性空间。
但在⼀般的使⽤场景,我们⼀般说的欧⽒空间是指标准欧⽒空间,也就是指定原点并且坐标轴正交的具有向量内积性质的R n线性空间。
Processing math: 100%。
欧几里得几何公理体系
欧几里得几何公理体系是数学中的一个重要概念,它是欧几里得几何学的基础。
欧几里得几何公理体系由欧几里得在《几何原本》中提出,它包含了几何学中的基本概念和基本原理,是几何学的基础。
欧几里得几何公理体系包含了五条公理,它们分别是:同一直线上的两点可以无限延伸;有限直线段可以无限延伸;任意两点之间可以画出一条直线;任意角可以被平分为两个相等的角;直线上的垂线可以无限延伸。
这五条公理构成了欧几里得几何学的基础,它们被广泛应用于几何学的各个领域。
欧几里得几何公理体系的重要性在于它提供了一种严谨的数学方法来研究几何学问题。
它不仅为几何学提供了基础,还为其他数学领域的发展提供了重要的思想和方法。
例如,在代数学中,欧几里得几何公理体系被用来研究向量和矩阵的性质;在拓扑学中,欧几里得几何公理体系被用来研究空间的性质和结构。
欧几里得几何公理体系的应用不仅限于数学领域,它还被广泛应用于物理学、工程学、计算机科学等领域。
例如,在物理学中,欧几里得几何公理体系被用来研究空间和时间的关系;在工程学中,欧几里得几何公理体系被用来设计建筑和机械结构;在计算机科学中,欧几里得几何公理体系被用来研究计算机图形学和计算机视觉等问题。
欧几里得几何公理体系是数学中的一个重要概念,它为几何学和其他数学领域的发展提供了重要的思想和方法。
它的应用不仅限于数学领域,还涉及到物理学、工程学、计算机科学等领域。
欧几里得几何公理体系的研究和应用将会继续推动数学和其他领域的发展。
时空几何|欧几里德(平面)几何非欧几里德(双曲、椭圆)几何数学研究的对象是“数”与“形”,形的数学就是几何学.它是以直观为主导,以培养人的空间洞察力与思维为目的.从数学发展的历史来看几何学的第一个最重要著作就是欧几里得(Euclid,约公元前330一275年)的《几何原本》.它被世界各国翻译成各种文字.它的印刷量仅次于“圣经”,所以不少人称《几何原本》为数学工作者的“圣经”。
《几何原本》在数学史乃至人类思想史上有着无比崇高的地位。
1 欧几里德几何(Euclid Geometry)-平面欧氏几何源于公元前3世纪。
古希腊数学家欧几里德把人们公认的一些几何知识作为定义和公理(公设),在此基础上研究图形的性质,推导出一系列定理,组成演绎体系,写出《几何原本》,形成了欧氏几何。
按所讨论的图形在平面上或空间中,又分别称为“平面几何”与“立体几何”(欧几里得空间)。
Euclid(约公元前330一275) ↑在欧几里德以前,古希腊人已经积累了大量的几何知识,并开始用逻辑推理的方法去证明一些几何命题的结论。
欧几里德将早期许多没有联系和未予严谨证明的定理加以整理,写下《几何原本》一书,标志着欧氏几何学的建立。
这部划时代的著作共分13卷,465个命题。
其中有八卷讲述几何学,包含了现今中学所学的平面几何和立体几何的内容。
但《几何原本》的意义却绝不限于其内容的重要,或者其对诸定理的出色证明。
真正重要的是欧几里德在书中创造的公理化方法。
在证明几何命题时,每一个命题总是从再前一个命题推导出来的,而前一个命题又是从再前一个命题推导出来的。
我们不能这样无限地推导下去,应有一些命题作为起点。
这些作为论证起点,具有自明性并被公认下来的命题称为公理,如“两点确定一条直线”即是一例。
同样对于概念来讲也有些不加定义的原始概念,如点、线等。
在一个数学理论系统中,我们尽可能少地先取原始概念和不加证明的若干公理,以此为出发点,利用纯逻辑推理的方法,把该系统建立成一个演绎系统,这样的方法就是公理化方法。
几何原本几何原本书籍简介定义公理公设主要内容意义影响传播情况传入中国所获评价图书信息书籍简介定义公理公设主要内容意义影响传播情况传入中国所获评价图书信息•内容简介•作者简介•图书目录展开几何原本古希腊大数学家欧几里得是与他的巨著——《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,也是欧几里得最有价值的一部著作。
在《原本》里,欧几里得系统地总结了古代劳动人民和学者们在实践和思考中获得的几何知识,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。
两千多年来,《几何原本》一直是学习几何的主要教材。
哥白尼、伽利略、笛卡尔、牛顿等许多伟大的学者都曾学习过《几何原本》,从中吸取了丰富的营养,从而作出了许多伟大的成就。
《几何原本》是古希腊数学家欧几里得的一部不朽之作,集整个古希腊数学的成果和精神于一书。
既是数学巨著,又是哲学巨著,并且第一次完成了人类对空间的认识。
除《圣经》之外,没有任何其他著作,其研究、使用和传播之广泛,能够与《几何原本》相比。
编辑本段定义公理公设23条定义1. 点是没有部分的东西2.线只有长度而没有宽度3.一线的两端是点4.直线是它上面的点一样地平放着的线5.面只有长度和宽度6.面的边缘是线7.平面是它上面的线一样地平放着的面8. 平面角是在一平面内但不在一条直线上的两条相交线相互的倾斜度.9. 当包含角的两条线都是直线时,这个角叫做直线角.10. 当一条直线和另一条直线交成邻角彼此相等时,这些角每一个被叫做直角,而且称这一条直线垂直于另一条直线。
11. 大于直角的角称为钝角。
12. 小于直角的角称为锐角13. 边界是物体的边缘14. 图形是一个边界或者几个边界所围成的15. 圆:由一条线包围着的平面图形,其内有一点与这条线上任何一个点所连成的线段都相等。
欧几里得和他的《几何原本》(—)欧几里得传略欧几里得(Euclid,拉丁文拼为Euclides或Eucleides,希腊文Εύκλείδηρ,公元前300年前后)是希腊数学家,以其所著的《几何原本》(Elements, Σηασεια)闻名于世,对于他的生平,现在知道的很少,他生活的年代,是根据下列的记载来确定的,普罗克洛斯(Proclus, Ππόκλορ,412?——485)是雅典柏拉图园1 晚期的导师,公元450年左右,他给《几何原本》作注,写了一个简明的《几何学发展概要》2(以下简称《概要》),字数虽不多,但已包括从泰勒斯(Thales,Θαληρ,公元前640?年——546?)到欧几里得数百年间主要数学家的事迹,这是几何学史的重要资料。
《概要》中指出,欧几里得是托勒密一世 3 时代的人,早年学于雅典,深知柏拉图的学说。
又说阿基米德(Archimedes, Άπσιμήδηρ,公元前287~212)的书引用过的《几何原本》的命题4,可见他早于阿基米德。
另一位学者帕波斯(Pappus, Πάππορ,公元300~350前后)在《数学汇编》中提到阿波罗尼奥斯(Apollonius, Άπολλώςιορ,约公元前225)长期住在亚历山大,和欧几里得的学生在一起,这说明欧几里得在亚历山大教过学。
综上所述,欧几里得应该是公元前300年前后的人。
《概要》还记述了这样一则故事:托勒密王问欧几里得说,除了他的《几何原本》之外,还有没有其他学习几何的捷径,欧几里得回答道:“在几何里,没有专为国王铺设的大道”(There is no royal road to geometry)5,这句话成为传诵千古的学习箴言6。
斯托比亚斯(Stobaeus,约500)记述另一则故事,说一个学生才开始学习第一个命题,就问学了几何学之后将得到些什么,欧几里得说:“给他三个钱币,因为他想在学习中获取实利。
”由此可知欧几里得主张学习必须循序渐进、刻苦钻研,不赞成投机取巧的作风,也反对狭隘实用观点。
欧式空间的定义欧式空间的定义简介编辑编辑欧式空间一般指欧几里德空间欧氏空间是一个特别的度量空间,它使得我们能够对其的拓扑性质,在包含了欧氏几何和非欧几何的流形的定义上发挥了作用。
约在公元前300年,古希腊数学家欧几里得建立了角和空间中距离之间联系的法则,现称为欧几里得几何。
欧几里得首先开发了处理平面上二维物体的“平面几何”,他接着分析三维物体的“立体几何”,所有欧几里得的公理已被编排到叫做二维或三维欧几里得空间的抽象数学空间中。
这些数学空间可以被扩展来应用于任何有限维度,而这种空间叫做 n 维欧几里得空间(甚至简称 n 维空间)或有限维实内积空间。
这些数学空间还可被扩展到任意维的情形,称为实内积空间(不一定完备),希尔伯特空间在高等代数教科书中也被称为欧几里得空间。
为了开发更高维的欧几里得空间,空间的性质必须严密地表达并被扩展到任意维度。
尽管这样做的结果导致数学非常抽象,但却捕获了我们熟悉的欧几里得空间的根本本质,即平面性。
还另存在其他种类的空间,例如球面则非欧几里得空间,相对论所描述的四维时空在重力出现的时候也不是欧几里得空间。
有一种方法论把欧几里得平面看作满足可依据距离和角表达的特定联系的点所成的集合。
其一是平移,它意味着移动这个平面就使得所有点都以相同方向移动相同距离。
其二是关于在这个平面中固定点的旋转,其中在平面上的所有点关于这个固定点旋转相同的角度。
欧几里得几何的一个基本原则是,如果通过一序列的平移和旋转可以把一个图形变换成另一个图形,平面的两个图形(也就是子集)应被认为是等价的(全等)。
(参见欧几里得群)。
欧几里得空间的最后问题是它在技术上不是向量空间,而是向量空间作用于其上仿射空间。
直觉上,区别在于对于原点应当位于这个空间的什么地方没有标准选择,因为它可以到处移动。
这种技术本文中很大程度上被忽略了。
欧几里德空间(Euclidean Space),简称为欧氏空间(也可以称为平直空间) ,在数学中是对欧几里德所研究的2维和3维空间的一般化。
欧几里得《几何原本》中的代数(漳师2009数信系研究生赵可敏)一、 欧几里得与《几何原本》关于欧几里得的生平,现在知道的很少。
只是知道他可能是公元前300年的人,在亚历山大教过学。
这个时候刚好是古希腊数学发展的繁荣时期。
许多数学思想,数学概念,数学证明都在这时出现。
但许多命题是零散的,而许多内在规律也没有被揭示。
于是许多数学家努力把这些数学只是综合起来。
其中最成功的就是欧几里得的《几何原本》。
《几何原本》是用公理建立起来的演绎体系,并且所有的证明都是用几何的方法证明的,这就给人一种比较浑圆一体的感觉,比较容易接受。
二、《几何原本》中的代数1、《几何原本》中的代数思想较狭窄,命题比较少,只有十个。
它们的叙述、证明也是用几何的语言和方法。
下面举两个例子来说明其代数思想和方法。
由于几何证明比较繁琐,此处略去欧几里得的几何证明。
例1(命题1):如果有两条线段,其中一条被截成任意几段,则原来两条线段构成的矩形等于各个小段和未截的那条线段构成的矩形和。
如果把线段看做是字母,面积(正方形,矩形)看做是乘法,则上述命题可以看做是一个代数命题,叙述为若有字母a,(b+c+d+……)。
则a(b+c+d+……)等于ab+ac+ad+……。
代数表达式为:a(b+c+d+……)=ab+ac+ad+……代数验证可知其正确。
例2(命题6):如果平分一个线段并且在同一个线段上给它加上一个线段,则合成的线段与加上的线段构成的矩形及原线段一半上的正方形的和等于原线段一半与加上的线段的和上的正方形。
用代数的语言叙述为:对于字母a 、b ,平分a 得2a ,且有2a b +,则()2a b b ++2()2a 等于2()2a b +。
代数表达式为:22()()()222a a a b b b ++=+。
2、《几何原本》全部代数命题罗列如下,对其代数思想的理解是有帮助的。
命题1:如果有两条线段,其中一条被截成任意几段,则原来两条线段构成的矩形等于各个小段和未截的那条线段构成的矩形和。
空间几何的欧几里得几何欧几里得几何是现代数学中的一个重要分支,是欧几里得所建立的几何学体系。
欧几里得几何的研究对象是平面几何和立体几何,其中以平面几何为主要内容。
欧几里得几何的基本概念包括点、线、面、角、距离、相似、全等等。
欧几里得几何运用最多的是传统的欧氏空间几何,也就是二维或三维的平面几何和立体几何。
欧氏空间几何的基础是欧氏公理,它是欧几里得在《几何原本》中所提出的一组公理。
这些公理被认为是几何学中最基本的、最简单而且最重要的公理,它们是建立在已知事实上的假设。
欧氏空间几何的基本思想是“点、直线、平面和立体是基本图形,基本图形的定义是只用其他图形的性质和几何公理来定义”。
基于这个思想,欧氏几何研究的是基本图形之间的关系和性质。
在欧几里得几何中,点、直线和面是基本定义,没有更基本的定义。
欧几里得几何认为点是没有大小、没有形状的;直线是无限延伸的,没有宽度,没有厚度;面是无限延伸的,没有厚度。
欧几里得几何运用了许多基本概念,其中最重要的概念之一是“距离”。
在欧氏空间中,距离是两个点之间的实际长度。
欧几里得几何认为通过测量可以得到距离,而距离具有一些基本性质,例如对称性(A到B的距离等于B到A的距离),三角不等式等。
这些性质是欧氏空间几何的基础,无以为几何学中重要的内容。
另一个重要的概念是“相似”。
欧几里得几何中的相似指的是形状相同但大小不同的两个图形。
相似的两个图形可以通过放大或缩小而转化为一致的形状,但它们的长、宽、高或半径等可以不一致。
相似性体现了欧几里得几何的基本思想:几何学研究的是形状而不是大小。
欧几里得几何不仅对现代几何学和数学有重要的影响,也应用到了现代自然科学和工程技术领域。
例如,欧几里得几何被应用到了空间建模和设计中,如建筑工程、航空航天和海洋工程等;欧几里得几何还被应用到了物理学和工程学等领域中,例如计算流体力学、地震学、医学成像等。
总之,欧几里得几何作为现代数学的一个重要分支,在几何学的发展历程中扮演了至关重要的角色,其基本概念和思想在现代自然科学和工程技术领域中得到了广泛应用。
欧几里得与几何原本一、引言欧几里得与几何原本是数学史上重要的著作之一,对后世的数学发展产生了深远的影响。
欧几里得是古希腊的一位数学家,他在《几何原本》中系统地总结了古希腊时期的几何学知识,并提出了许多重要的定理和证明方法。
本文将介绍欧几里得和他的《几何原本》,并探讨其对几何学发展的影响。
二、欧几里得生平欧几里得(Euclid)约活动于公元前300年左右,是古希腊最杰出的数学家之一。
关于他的生平事迹并没有太多可靠的记录,我们只能通过他所著作品中所透露出来的信息来了解他。
据传,欧几里得出生在亚历山大港附近的一个小城市。
他在亚历山大港度过了大部分时间,并在那里创办了一个数学学派。
欧几里得以其卓越的才华和严谨的思维被誉为“爱琴海上最伟大的数学家”。
三、《几何原本》的内容《几何原本》是欧几里得的代表作,它包含了几何学的基础知识,被认为是古希腊几何学的经典之作。
该书由13卷组成,主要内容包括几何学的公理、定理和证明方法。
1. 公理欧几里得在《几何原本》中提出了一套公理系统,这些公理被认为是不需要证明的基本真理。
这些公理包括:直线可以无限延伸、任意两点可以连成一条直线、所有直角都相等等。
2. 定理《几何原本》中介绍了许多重要的定理,其中最著名的包括:勾股定理、平行线定理和角平分线定理等。
这些定理通过严密的推导和演绎,给出了数学上严格而精确的证明过程。
3. 证明方法欧几里得在《几何原本》中提出了许多重要的证明方法,其中最著名的是归纳法和反证法。
他以严密而逻辑性强的方式阐述了这些证明方法,并通过大量实例来说明其有效性。
四、《几何原本》的影响《几何原本》对后世的数学发展产生了深远的影响,特别是在几何学领域。
以下是它的一些重要影响:1. 几何学教育《几何原本》成为了古希腊和欧洲中世纪教育中的重要教材。
它提供了一套完整而系统的几何学知识,成为了学生们学习和理解几何学的基础。
2. 证明方法欧几里得在《几何原本》中提出的证明方法对后世数学家们产生了重要影响。
数学奥林匹克中的欧几里得几何:
欧几里得几何(Euclidean geometry)是数学奥林匹克(Mathematical Olympiad)中的一项重要知识点。
欧几里得几何是以古希腊数学家欧几里得(Euclid)命名的,是研究平面和空间几何的一种分支。
在欧几里得几何中,有许多重要的定理和定义。
其中最著名的是欧几里得五边形不能划分成三角形的定理(Euclid's Five Postulates),这也是欧几里得几何的基础。
此外,在欧几里得几何中还有许多其他重要的定义,例如直线、线段、角、平行线、夹角等。
在欧几里得几何中,还有许多重要的定理。
例如勾股定理(Pythagorean theorem),这是欧几里得几何中最有名的定理之一。
勾股定理告诉我们,在一个直角三角形中,斜边的平方等于两条直角边的平方之和。
这个定理在几何中有着广泛的应用,常常被用来解决各种相关问题。
此外,在欧几里得几何中还有许多其他重要的定理,例如欧几里得平面平行线定理(Euclid's parallel postulate)、角平分线定理(angle bisector theorem)、三角形面积公式(area formula for triangles)等。
这些定理都是欧几里得几何中的重要知识点,在数学奥林匹克中也都有所涉及。
欧几里得几何是数学奥林匹克中的一个重要知识点,包含了许多重要的定义和定理,并在数学奥林匹克中有着广泛的应用。
欧几里得和他的《几何原本》
欧几里得公元前325-前265年
尽管我们对古希腊数学家欧几里得了解不多,但我们知道他生活在希腊统治下埃及的
亚历山大城,他因写了极具开创性的《几何原本》而闻名于世。
欧几里得的《几何原本》
无疑是有史以来最重要的数学著作之-,一直到19世纪这本书都被认为是所有学者的基础
读物。
初等证明
虽然欧几里得吸收了他人的想法,但他是第一个利用数理逻辑去证明理论的数学家。
这种证明的思想是数学的基础之一。
《几何原本》涵盖大量几何方面的内容,还有一些对数的思考,其中包括质数及其他
数列,同时,欧几里得书中的所有几何图形都是通过尺规来构建的。
这一著作被分为十三卷,每一卷的起始部分都是一些定义。
有了这些定义,当欧几里
得提及点、线、垂直、平面等词语时,读者都能够有个清晰的概念。
然后,欧几里得会陈
述一系列显然为真的的公理与命题,例如,“所有的直角都是相等的”和“如果A=B,A=C,那么B=C”。
《几何原本》的下一部分称作“命题”,在这里欧几里得会提出一种解决某个数学问
题的方法。
例如,在卷一的第一个命题里,欧几里得介绍如何画出一个等边三角形所有的
边相等,所有的角都等于,之后他继续去证明为什么那是一个等边三角形。
来源:初中化学大师
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欧几里得与欧几里得几何亚历山大里亚的欧几里得(约公元前330年—前275年),古希腊数学家,被称为“几何之父”。
他活跃于托勒密一世(公元前323年-前283年)时期的亚历山大里亚,他最著名的著作《几何原本》是欧洲数学的基础,提出五大公设,发展欧几里得几何,被广泛的认为是历史上最成功的教科书。
欧几里得也写了一些关于透视、圆锥曲线、球面几何学及数论的作品。
欧几里得是古希腊著名数学家、欧氏几何学的开创者。
欧几里得生于雅典,当时雅典就是古希腊文明的中心。
浓郁的文化气氛深深地感染了欧几里得,当他还是个十几岁的少年时,就迫不及待地想进入“柏拉图学园”学习。
他在有攀滋入学园之后,便全身心地沉潜在数学王国里。
他潜心求索,以继器粕拉图的学术为奋斗目标,除此之外,他哪儿也不去,什么也不干。
熬翻阅和研究了柏拉图的所有著作和手稿,可以说,连柏拉图的亲传攀擎也没有谁能像他那样熟悉柏拉图的学术思想、数学理论。
经过对柏拉图思想的深入探究,他得出结论:图形是神绘制的,所有一切籀象的逻辑规律都体现在图形之中。
因此,对智慧的训练,就应该从戡图形为主要研究对象的几何学开始。
他确实领悟到了柏拉图思想的要旨,并开始沿着柏拉图当年走过的道路,把几何学的研究作为自醺羽主要任务,并最终取得了世人敬仰的成就。
最早的几何学兴起于公元前7年的古埃及,后经古希腊等人传到古希腊的都城,又借毕达哥拉斯学派纂糯典。
在欧几里得以前,人们已经积累了许多几何学的知识,然黔这些知识当中,存在一个很大的缺点和不足,就是缺乏系统性。
大多数是片断、零碎的知识,公理与公理之问、证明与证明之间并没有什么很强的联系性,更不要说对公式和定理进行严格的逻辑论证和说明。
因此,随着社会经济的繁荣和发展,特别是随着农林畜牧业的发展、土地开发和利用的增多,把这些几何学知识加以条理化和系统化,成为一整套可以自圆其说、前后贯通的知识体系,已经是刻不容缓,成为科学进步的大势所趋。
欧几里得通过早期对柏拉图数学思想,尤其是几何学理论系统而周详的研究,已敏锐地察觉到了几何学理论的发展趋势。
他下定决心,要在有生之年完成这一工作。
为了完成这一重任,欧几里得不辞辛苦,长途跋涉,从爱琴海边的雅典古城,来到尼罗河流域的埃及新埠—亚历山大城,为的就是在这座新兴的,但文化蕴藏丰富的异域城市实现自己的初衷。
在此地的无数个日日夜夜里,他一边收集以往的数学专著和手稿,向有关学者请教,一边试着著书立说,阐明自己对几何学的理解,哪怕是尚肤浅的理解。
经过欧几里得忘我的劳动,终于在公元前300年结出丰硕的果实,这就是几经易稿而最终定形的《几何原本》一书。
这是一部传世之作,几何学正是有了它,不仅第一次实现了系统化、条理化,而且又孕育出一个全新的研究领域——欧几里得几何学,简称欧氏几何。
不朽的平面几何学著作《几何原本》是一部集前人思想和欧几里得个人创造性于一体的不朽之作。
传到今天的欧几里得著作并不多,然而我们却可以从这部书详细的写作笔调中,看出他真实的思想底蕴。
全书共分13卷。
书中包含了5条“公理”、5条“公设”、23个定义和467个命题。
在每一卷内容当中,欧几里得都采用了与前人完全不同的叙述方式,即先提出公理、公设和定义,然后再由简到繁地证明它们。
这使得全书的论述更加紧凑和明快。
而在整部书的内容安排上,也同样贯彻了他的这种独具匠心的安排。
它由浅到深,从简至繁,先后论述了直边形、圆、比例论、相似形、数、立体几何以及穷竭法等内容。
其中有关穷竭法的讨论,成为近代微积分思想的来源。
仅仅从这些卷帙的内容安排上,我们就不难发现,这部书已经基本囊括了几何学从公元前7世纪的古埃及,一直到公元前4世纪——欧几里得生活时期——前后总共400多年的数学发展历史。
这其中,颇有代表性的便是在第1卷到第4卷中,欧几里得对直边形和圆的论述。
正是在这几卷中,他总结和发挥了前人的思维成果,巧妙地论证了毕达哥拉斯定理,也称“勾股定理”。
即在一直角三角形中,斜边上的正方形的面积等于两条直角边上的两个正方形的面积之和。
他的这一证明,从此确定了勾股定理的正确性并延续了2000多年。
《几何原本》是一部在科学史上千古流芳的巨著。
它不仅保存了许多古希腊早期的几何学理论,而且通过欧几里得开创性的系统整理和完整阐述,使这些远古的数学思想发扬光大。
它开创了古典数论的研究,在一系列公理、定义、公设的基础上,创立了欧几里得几何学体系,成为用公理化方法建立起来的数学演绎体系的最早典范。
照欧氏几何学的体系,所有的定理都是从一些确定的、不需证明而礴然为真的基本命题即公理演绎出来的。
在这种演绎推理中,对定理的每个证明必须或者以公理为前提,或者以先前就已被证明了的定理为前提,最后做出结论。
这一方法后来成了用以建立任何知识体系的严格方式,人们不仅把它应用于数学中,也把它应用于科学,而且也应用于神学甚至哲学和伦理学中,对后世产生了深远的影响。
尽管欧几里得的几何学在差不多2000年间,被奉为严格思维的范例,但实际上它并非那么完美。
人们发现,一些被欧几里得作为不证自明的公理,却难以自明,越来越遭到怀疑。
比如“第五平行公设”,欧几里得在《几何原本》一书中断言:“通过已知外一已知点,能作且仅能作一条直线与已知直线平行。
”这个结果在普通平面当中尚能够得到经验的印证,那么在无处不在的鐾鸱球面之中(地球就是个大曲面)这个平行公理却是不成立的。
俄国人罗伯切夫斯基和德国人黎曼由此创立了球面几何学,即非欧几何学。
欧几里得是人类科学思想史上的一盏指路明灯。
他第一次使数学理论系统化,并使几何学逐渐成为一门独立发展的正式学科体系。
他对数学史上的许多疑难命题和定理做了开创性的论证和解释,为数学的发展打下了坚实的理论基础,而他在理论中存在的映撼,也成为后人攀越智慧高峰不可缺少的台阶。
这一正一反都推动了人类数学思想的进步,从而为后来人类能更好、更深刻的认识自然界提供了更为有效的工具。
因此,后人尊称他为“几何学之父”,以铭记他在数堂胃相中卜的卓越贡献。
我们已无法考察欧几里得的生世,只知道他给这个世界上留了一本书与两句话,其中一句话是面对一位青年关于几何学的问题,这个青年问:你的几何学有何用处。
他的回答是:“请给这个小伙子3个硬币,因为他想从几何学里得到实际利益。
”由此可知,欧几里得也是一位伟大的哲学家!欧式几何学与现代科学杨振宁曾发表演说,认为现代科学没有发生在中国而是发生在西方,正是因为《几何原本》和《周易》所产生的影响。
这种影响直接导致了两种思维方式、两种文化。
杨振宁的讲演曾经引起力挺《周易》学者的强烈不满。
然而同样是中华文化的支持者聂文涛却认为,欧几里得所导致的直观思维导致西方学者热衷于解剖研究和物体运动轨迹研究,因此会有两部影响世界的图书问世,这就是《心血运动论》和《天体运行论》。
然而,东方思维下将会更有利于对生命的尊重和理解,因此一旦与现代科技相融合则必然会引发生命科学领域的巨大发展。
总之,欧几里得所产生的影响超越了时间和空间,并将在可以预见的未来中不断发生影响。
简称“欧氏几何”。
几何学的一门分科。
公元前3世纪,古希腊数学家欧几里德把人们公认的一些几何知识作为定义和公理,在此基础上研究图形的性质,推导出一系列定理,组成演绎体系,写出《几何原本》,形成了欧氏几何。
在其公理体系中,最重要的是平行公理,由于对这一公理的不同认识,导致非欧几何的产生。
按所讨论的图形在平面上或空间中,分别称为“平面几何”与“立体几何”。
欧氏几何的建立欧氏几何是欧几里德几何学的简称,其创始人是公元前三世纪的古希腊伟大数学家欧几里德。
在他以前,古希腊人已经积累了大量的几何知识,并开始用逻辑推理的方法去证明一些几何命题的结论。
欧几里德这位伟大的几何建筑师在前人准备的“木石砖瓦”材料的基础上,天才般地按照逻辑系统把几何命题整理起来,建成了一座巍峨的几何大厦,完成了数学史上的光辉著作《几何原本》。
这本书的问世,标志着欧氏几何学的建立。
这部科学著作是发行最广而且使用时间最长的书。
后又被译成多种文字,共有二千多种版本。
它的问世是整个数学发展史上意义极其深远的大事,也是整个人类文明史上的里程碑。
两千多年来,这部著作在几何教学中一直占据着统治地位,至今其地位也没有被动摇,包括我国在内的许多国家仍以它为基础作为几何教材。
欧式几何公理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”。
欧式几何的五条公理是: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。
第五条公理称为平行公理,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。
平行公理并不像其他公理那么显然。
许多几何学家尝试用其他公理来证明这条公理,但都没有成功。
19世纪,通过构造非欧几里德几何,说明平行公理是不能被证明的。
(若从上述公理体系中去掉平行公理,则可以得到更一般的几何,即绝对几何。
)从另一方面讲,欧式几何的五条公理并不完备。
例如,该几何中的有定理:任意线段都是三角形的一部分。
他用通常的方法进行构造:以线段为半径,分别以线段的两个端点为圆心作圆,将两个圆的交点作为三角形的第三个顶点。
然而,他的公理并不保证这两个圆必定相交。
因此,许多公理系统的修订版本被提出,其中有希尔伯特公理系统。
一座不朽的丰碑欧几里德将早期许多没有联系和未予严谨证明的定理加以整理,写下《几何原本》一书,使几何学变成为一座建立在逻辑推理基础上的不朽丰碑。
这部划时代的著作共分13卷,465个命题。
其中有八卷讲述几何学,包含了现在中学所学的平面几何和立体几何的内容。
但《几何原本》的意义却绝不限于其内容的重要,或者其对定理出色的证明。
真正重要的是欧几里德在书中创造的一种被称为公理化的方法。
在证明几何命题时,每一个命题总是从再前一个命题推导出来的,而前一个命题又是从再前一个命题推导出来的。
我们不能这样无限地推导下去,应有一些命题作为起点。
这些作为论证起点,具有自明性并被公认下来的命题称为公理,如同学们所学的“两点确定一条直线”等即是。
同样对于概念来讲也有些不加定义的原始概念,如点、线等。
在一个数学理论系统中,我们尽可能少地先取原始概念和不加证明的若干公理,以此为出发点,利用纯逻辑推理的方法,把该系统建立成一个演绎系统,这样的方法就是公理化方法。
欧几里德采用的正是这种方法。
他先摆出公理、公设、定义,然后有条不紊地由简单到复杂地证明一系列命题。
他以公理、公设、定义为要素,作为已知,先证明了第一个命题。
然后又以此为基础,来证明第二个命题,如此下去,证明了大量的命题。