欧几里得几何
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欧几里得几何原理的应用欧几里得几何原理,简称几何原理,是欧几里得在其著作《几何原本》中总结出的几何公理,被广泛应用于数学教育和科学领域。
本文将介绍欧几里得几何原理及其应用,以及给出一些具体的例子。
欧几里得几何原理欧几里得几何原理是几何学中的一组公理,包括如下五条:1. 任意两点之间都可以画出唯一的一条直线。
2. 以一个点为端点、以一个线段为半径可以作出一个圆。
3. 所有直角都是相等的。
4. 如果直线段的两侧在同一条直线上与某一直线相交,那么这条交线的两边内角之和等于小于两个直角的两个内角之和。
5. 意大利国际象棋这五条公理是欧几里得几何学的基础,它们定义了点、线、圆、直角等概念,并规定了它们之间的关系。
在这个基础上,人们可以进行推理和证明,研究空间的各种性质和规律。
欧几里得几何原理被广泛应用于科学与工程领域,例如:1. 计算机视觉中的几何问题。
计算机视觉是指让计算机能够“看见”和“理解”图像、视频等视觉信息。
其中一个重要的问题就是如何识别出图像中的物体和它们的位置、大小、方向等属性。
这个问题本质上就是一个几何问题,需要应用欧几里得几何原理来描述和推导物体之间的几何关系。
2. 三维建模与动画制作中的几何问题。
三维建模与动画制作是指利用计算机生成三维模型,并利用动画技术进行呈现和展示。
其中一个关键的问题就是如何描述和处理三维模型中的几何属性,例如表面形状、物体之间的包含关系、光照效果等。
这些问题都需要应用欧几里得几何原理来描述和推导。
3. 物理学中的空间理论。
物理学是研究自然界中各种物质和力的科学,其中也需要应用几何原理来描述和推导物体之间的空间关系。
特别地,欧几里得几何原理在广义相对论中发挥了重要作用,描述了时空的度量和其它基本属性,成为现代理论物理的基础之一。
以上只是欧几里得几何原理的一些应用示例,实际上该原理在各个领域都有着广泛的应用。
欧几里得几何原理之所以如此受欢迎,是因为它提供了一个通用的、易于理解的几何框架,它的应用也使得各个领域的研究者能够有一个共同的语言和理论基础。
欧几里德几何简称“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”。
欧几里德几何指按照欧几里德的《几何原本》构造的几何学。
欧几里德几何有时就指平面上的几何,即平面几何。
三维空间的欧几里德几何通常叫做立体几何。
高维的情形请参看欧几里德空间。
数学上,欧几里德几何是平面和三维空间中常见的几何,基于点线面假设。
数学家也用这一术语表示具有相似性质的高维几何。
公理描述[编辑本段] 欧几里德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:任意两个点可以通过一条直线连接。
任意线段能无限延伸成一条直线。
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。
所有直角都全等。
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,欧几里德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。
欧几里得几何中的定理与公式欧几里得几何是古希腊著名的数学系统,被认为是西方数学的基础。
欧几里得几何的基本定律和公式是众所周知的,其中包括勾股定理、平行线公理等。
欧几里得几何不仅仅是数学领域内的一个理论框架,其思想在物理、工程、艺术等领域都发挥了重要作用。
勾股定理是欧几里得几何中最著名的定理之一。
它表明,在直角三角形中,斜边的平方等于两条直角边的平方之和。
该定理是应用广泛的,已经成为世界性的数学名词。
勾股定理最早是在《六经注》中出现的。
在《六经注》中勾股定理的证明方法是通过平方和的差得到的。
后来,勾股定理被申时中证明成一条几何定理。
这个定理非常重要,不仅是欧几里得几何常见的定理,而且在许多科学领域中也有着广泛的应用。
平行线公理是欧几里得几何的基本公理之一。
它表明,如果两条直线在某一点处与另一条直线的所形成的两个内角之和小于两个直角,那么这两条直线将会相遇,并且在相遇处的几何对象将会形成对称形状。
这个定理在欧几里得几何的基础中起着重要的作用,因为它大量应用于平面几何的分析、测量以及建构过程中。
三角函数是欧几里得几何面积算法的基础。
它为求解三角形的面积和角度提供了宝贵的工具。
三角函数远不止于此,过去和现在它一直被应用于工程、科学、物理和数学等方面。
三角函数中有三角正弦函数,三角余弦函数以及三角切函数等等。
这些函数是用来求解三角形的面积、角度以及距离,是欧几里得几何研究中非常重要的部分。
欧几里得几何中的另一个重要公式是勒布朗定理。
它是将微积分中的极限概念引入几何研究的一种方法。
勒布朗定理是处理平面曲线问题中的一个方法,可以用来求解曲线的长度,面积和弧度。
它在工业和科学的现实应用中也得到广泛的应用。
总之,欧几里得几何中的定理和公式为我们提供了丰富的思想和方法,直接促进了人类科技和文化的发展。
在今天的科学、技术、工程和数学中,欧几里得几何的基本概念和原理仍然是非常重要的,对人类生活和发展起着重要的作用。
欧几里得几何与非欧几里得几何之间的关系欧几里得几何和非欧几里得几何是两个不同的数学分支,它们通过研究空间和几何形状之间的关系,在数学领域做出了巨大贡献。
虽然它们有着不同的基本假设和公理系统,但它们之间存在一些有趣而重要的联系。
欧几里得几何,也称为平面几何,是基于欧几里得公理系统而建立的几何学。
它以欧几里得公理为基础,包括了诸如平行公理、共线公理等,并通过这些公理推导出其他几何定理。
欧几里得几何的研究范围主要涉及二维平面和三维空间中的几何形状,如点、线、角、面等。
这个分支的主要目标是研究空间内物体之间的关系,如距离、形状、相交等,并通过推导出的定理来描述这些关系。
与欧几里得几何不同,非欧几里得几何是建立在不同公理系统基础上的几何学。
它包括了不满足欧几里得公理的几何系统,其中最著名的是黎曼几何和庞加莱几何。
黎曼几何是非欧几里得几何的一种形式,它引入了曲率的概念,并对平行线的概念进行了重新定义。
在黎曼几何中,平行线不再保持严格平行,而是随着曲率的变化而可能相交。
庞加莱几何是另一种非欧几里得几何的形式,其特点是没有平行线的概念,所有线都是相交的。
尽管欧几里得几何和非欧几里得几何是两个独立的数学分支,但它们之间存在一些联系和相互影响。
首先,非欧几里得几何的发展源于对欧几里得几何公理系统的质疑和挑战。
19世纪末,数学家们开始研究在非欧几里得公理系统下的几何学,并发现了与欧几里得几何不同的几何规律。
这种挑战促使数学界重新审视和理解几何学的基础。
其次,欧几里得几何和非欧几里得几何在某些方面也存在一些相似之处。
虽然它们的公理系统和推演规则不同,但它们都在探索空间和形状的性质方面发挥作用。
例如,在欧几里得几何中,我们研究了平行线的特性,而在非欧几里得几何中,我们研究了曲线和曲率。
这些研究都为我们提供了对几何空间的不同看法,拓宽了我们对空间结构的认识。
此外,欧几里得几何和非欧几里得几何在应用领域也存在一些交叉。
欧几里得几何在物理学、工程学和地理学等领域中得到了广泛的应用,帮助我们研究和解释物体之间的相对关系。
欧几里得几何攻略简介欧几里得几何,又称作传统几何,是古希腊数学家欧几里得在《几何原本》中系统阐述的一种空间几何学。
这一学科的出现对于后来的数学和科学研究产生了深远的影响。
欧几里得几何主要以点、线、面、角为基本概念,建立起一套完整的逻辑思维体系,并运用推理和证明方法,研究几何学中的各种性质和定理。
本攻略旨在为初学者提供一个快速入门和系统学习欧几里得几何的指南,包括基本概念、常见定理和求解方法等内容。
基本概念点在欧几里得几何中,点是最基本的概念之一。
点通常用大写字母表示,比如A、B、C等。
点是没有维度和大小的,它只有位置。
线线由无数个点组成,可以看作是一个连续的无限延伸的集合。
线段是一部分线,有起点和终点,并且具有长度。
线通常用小写字母表示,比如a、b、c等。
面面是由无数个线段组成的,可以看作是一个二维的平面区域。
面通常用大写希腊字母表示,比如Δ、Ω、Π等。
角角是由两条射线共享一个端点而形成的图形。
角可以根据其大小分为锐角(小于90度)、钝角(大于90度)和直角(等于90度)。
角通常用小写希腊字母表示,比如α、β、γ等。
常见定理直角三角形定理直角三角形定理也被称为勾股定理,它是欧几里得几何中最为著名的定理之一。
它的表述如下:在一个直角三角形中,设a、b、c分别为三个边的长度,其中c为斜边的长度,则有a^2 + b^2 = c^2。
该定理可以用来求解三角形中的未知边长或角度。
等腰三角形定理等腰三角形定理是指一个三角形中,两条边的长度相等,则它们所对应的角度也相等。
相似三角形定理相似三角形定理是指两个三角形的对应角度相等,并且对应边的长度成比例。
求解方法证明方法在欧几里得几何中,证明是非常重要的一个环节。
证明通常采用推理的方式,通过一系列的步骤和定理的运用,来证明一个命题或定理的正确性。
常用的证明方法包括直接证明、间接证明、数学归纳法等。
在进行证明时,需要严密的逻辑思维和严格的推理过程。
构造法构造法是指通过一系列的构造步骤,从已知的几何图形出发,建立起一个新的几何图形,并推导出一些性质和结论。
数学中的几何证明欧几里得几何的基本原理欧几里得几何是数学中的一个重要分支,它是由古希腊数学家欧几里得发展起来的,包含了数学中的几何学的基本原理和定理。
在本文中,我将探讨几何证明中的一些基本原理,重点关注欧几里得几何的相关概念和证明方法。
一、点、线、面的定义与性质在欧几里得几何中,点、线、面是最基本的几何概念。
点是几何学的基本单位,没有长度、宽度和高度;线是由一系列点组成,具有长度但没有宽度;面则是由一系列线段组成,具有长度和宽度。
欧几里得几何的基本原理之一是点、线、面的性质。
例如,一条直线上的任意两点可以用这条直线确定,两条直线要么平行,要么相交于一个点,等等。
这些性质是几何证明中常用的基础,通过这些性质,我们可以推导出一系列几何定理。
二、欧几里得几何的公理系统欧几里得几何建立了一套公理系统,这些公理是几何证明的基础。
其中,欧几里得几何的第一条公理是:可以通过两个不重叠的点画出一条唯一的直线。
这个公理表明了点和直线的关系,是几何证明的基础。
另外一个重要的公理是平行公理,即通过一个点可以作一条与已知直线平行的直线。
这个公理在欧几里得几何证明中经常被使用,用来研究平行线的性质和关系。
除了这些基础公理外,欧几里得还提出了一些类似于“等于加上等于等于”之类的公理,用来描述线段和角度的关系。
这些公理为几何证明提供了一个清晰的框架,并通过推理和推导来证明几何定理。
三、几何证明的方法在几何证明中,有多种方法可以应用来证明欧几里得几何的基本原理。
其中,在证明定理时,常用的方法包括直接证明、间接证明、反证法和数学归纳法等。
直接证明是一种常用的证明方法,通过根据定理的前提条件,逐步推导出结论。
例如,在证明两条平行线的夹角相等时,可以通过直接证明来完成。
间接证明是一种通过假设定理不成立,然后通过矛盾推理得出结论的证明方法。
例如,欧几里得证明了平方根2是一个无理数,就是使用了间接证明的方法。
反证法是一种通过假设命题的否定来推导出矛盾的证明方法。
欧几里几何学
欧几里得几何学,也称欧氏几何学,是一种基础几何学,以古希
腊学者欧几里得的名字命名。
欧几里得几何学的研究对象是平面和空
间中的点、直线、平面、角、圆等基本图形的性质和相互关系,以及
这些图形的组合和变换。
欧几里得几何学首先在欧几里得的《几何原本》中系统呈现,后来成为数学学科中的重要分支。
欧几里得几何学建立在一系列公理之上,通过这些公理的推演证
明定理。
其中最基本的公理是“两点之间可以画一条直线”,其他公
理包括“相等的东西可以互相代替”、“相等的直角是等量的”、
“平行的直线不会相交”等。
欧几里得几何学的推导严格而逻辑性强,使其成为了理性主义哲学中的典范教材。
此外,欧几里得几何学还广
泛应用于各个领域,包括建筑、工程、物理学和艺术等。
欧几里得几何学在20世纪被发现存在一些局限性,这些局限性
主要体现在无法描述非欧几里得几何空间中的图形。
随着几何学的发展,非欧几里得几何学成为一门重要的数学学科,对几何学的发展产
生了深刻影响。
欧几里得平面几何公理欧式几何原理是指欧几里得几何的基本原理和公理。
欧几里得几何是一种传统的几何学,它基于欧几里得的《几何原本》构建。
欧几里得几何主要研究二维平面和三维空间中的几何性质,其中包括点、线、面、角、圆等基本概念,并通过一系列公理来描述它们之间的关系。
以下是欧几里得几何的五条公理(公设):1.从一点向另一点可以引一条直线。
2.任意线段可以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。
这些公理构成了欧几里得几何的基础,通过它们可以推导出许多几何定理和性质。
其中第五条公理被称为平行公理,它描述了平行线的性质。
然而,平行公理并不像其他公理那么显然,它在过去曾经受到质疑。
在19世纪,通过构造非欧几里得几何,人们发现平行公理是不能被证明的。
因此,平行公理可以看作是欧几里得几何的一个假设,而非必然的几何真理。
现代方法中,欧几里得几何的构造通常使用解析几何的方法。
通过解析几何,可以用数学语言和符号来描述几何对象和它们之间的关系。
例如,可以用坐标系来表示点,并使用距离公式来计算点之间的距离。
通过这种方法,可以像证明定理一样证明欧几里得几何中的公理和定理。
尽管这种方法没有公理化方法那么漂亮,但它更加简洁直观。
总结起来,欧式几何原理包括以下内容:1.欧几里得几何的五条公理,包括从一点向另一点引一条直线、任意线段可以无限延伸成一条直线、给定线段可以作一个圆、所有直角相等以及平行公理。
2.平行公理是欧几里得几何中的一个假设,无法从其他公理中推导出来。
3.现代方法中,欧几里得几何通常使用解析几何的方法进行构造和证明。
欧几里得几何原理欧几里得几何原理是几何学中的基本理论,它是源自于公元前300年左右的希腊数学家欧几里得所著的《几何原本》。
这部著作是欧几里得创作的最重要的著作,它给出了一整套良好的定义和公理,用以描述平面几何和空间几何中的对象和性质,并由此推导出了几何学的基本定理和公式。
欧几里得几何原理分为平面几何和空间几何两个部分。
平面几何是描述二维平面中的点、线、圆等基本对象的理论;而空间几何是描述三维空间中的点、线、面、体等基本对象的理论。
欧几里得几何原理在许多领域得到了广泛应用,如力学、物理学、建筑学、国土测量学等等。
平面几何部分中的基本概念有点、线、圆等。
点是几何学中最基本的对象,它没有大小和形状,只有位置。
线则是由无数个点相连接而成的。
而圆是由一个圆心和一定半径的所有点组成的。
在欧几里得几何原理中,除了最初的基本概念外,还有五个公设。
这五个公设分别是:1. 通过两点恰好可以画一条直线;2. 一条有限的直线段可以延长成为一条任意长的直线;3. 任意两个点之间都有一条最短的直线;4. 通过一点可以画一条与已知直线垂直的直线;5. 给定一点和一条直线,可以通过这个点画一条与已知直线平行的直线。
这五个公设结合上述基本概念,构成了平面几何中的全部理论,很多几何结论和定理都能够由它们导出。
空间几何部分则更为复杂,其中引入了更多的基本概念和公设,如面、多面体、体积等等。
空间几何原理在建筑设计、工程测量、航天等领域中有着广泛的应用。
例如,通过空间几何原理可以测量建筑物的高度和体积,规划城市的建筑和道路,计算卫星轨道,等等。
欧几里得几何原理是几何学中最基础的理论之一,对其它数学学科以及许多实际应用领域都有重要的影响。
随着时间的推移,欧几里得几何原理也不断发展和完善,例如非欧几何、向量几何等,它们为我们的科学研究和实际生活中的问题解决提供了更加丰富和多样化的视角和方法。
总之,欧几里得几何原理是一部精细而又卓越的几何学著作,其简明扼要、逻辑严密的理论体系为后来的数学研究提供了良好的基础。
欧氏几何欧几里得几何指按照欧几里得的《几何原本》构造的几何学。
欧几里得几何有时就指平面上的几何,即平面几何。
本文主要描述平面几何。
三维空间的欧几里得几何通常叫做立体几何。
高维的情形请参看欧几里得空间。
简称“欧氏几何”,是几何学的一门分科。
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”。
数学上,欧几里得几何是平面和三维空间中常见的几何,基于点线面假设。
数学家也用这一术语表示具有相似性质的高维几何。
其中公设五又称之为平行公设(Parallel Axiom),叙述比较复杂,这个公设衍生出“三角形内角和等于一百八十度”的定理。
在高斯(F. Gauss,1777年—1855年)的时代,公设五就备受质疑,俄罗斯数学家罗巴切夫斯基(Nikolay Ivanovitch Lobachevski)、匈牙利人波约(Bolyai)阐明第五公设只是公理系统的一种可能选择,并非必然的几何真理,也就是“三角形内角和不一定等于一百八十度”,从而发现非欧几里得的几何学,即“非欧几何”(non-Euclidean geometry)。
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,通过构造非欧几里得几何,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,欧几里得几何的五条公理(公设)并不完备。
例如,该几何中的所有定理: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。
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欧几里得《几何原本》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。
公设公理欧式几何的传统描述是一个公理、公设系统,通过有限的公理、公设来证明所有的“真命题”。
欧式几何的五条公设是:1、任意两个点可以通过一条直线连接。
2、任意线段能无限延长成一条直线。
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和,则这两条直线在这一边必定相交。
欧式几何的五条公理是:1、等于同量的量彼此相等。
2、等量加等量,其和仍相等。
3、等量减等量,其差仍相等。
4、彼此能够重合的物体是全等的。
5、整体大于部分。
导出命题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,有且仅有一条与该直线平行的直线。
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。
不朽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。
详细说明在证明几何命题时,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。
其论证之精彩,逻辑之周密,结构之严谨,令人叹为观止。
零散的数学理论被他成功地编织为一个从基本假定到最复杂结论的系统。
因而在数学发展史上,欧几里德被认为是成功而系统地应用公理化方法的第一人,他的工作被公认为是最早用公理法建立起演绎的数学体系的典范。
正是从这层意义上,欧几里德的《几何原本》对数学的发展起到了巨大而深远的影响,在数学发展史上树立了一座不朽的丰碑。
公理化方法已经几乎渗透于数学的每一个领域,对数学的发展产生了不可估量的影响,公理化结构已成为现代数学的主要特征。
而作为完成公理化结构的最早典范的《几何原本》,用现代的标准来衡量,在逻辑的严谨性上还存在着不少缺点。
如一个公理系统都有若干原始概念(或称不定义概念),如点、线、面就属于这一类。
欧几里德对这些都做了定义,但定义本身含混不清。
另外,其公理系统也不完备,许多证明不得不借助于直观来完成。
此外,个别公理不是独立的,即可以由其他公理推出。
这些缺陷直到1899年德国数学家希尔伯特的在其《几何基础》出版时得到了完善。
在这部名著中,希尔伯特成功地建立了欧几里德几何的完整、严谨的公理体系,即所谓的希尔伯特公理体系。
这一体系的建立使欧氏几何成为一个逻辑结构非常完善而严谨的几何体系。
也标志着欧氏几何完善工作的终结。
由于欧式几何具有鲜明的直观性和有着严密的逻辑演绎方法相结合的特点,在长期的实践中表明,它已成为培养、提高青、少年逻辑思维能力的好教材。
历史上不知有多少科学家从学习几何中得到益处,从而作出了伟大的贡献。
少年时代的牛顿在剑桥大学附近的夜店里买了一本《几何原本》,开始他认为这本书的内容没有超出常识范围,因而并没有认真地去读它,而对笛卡儿的“坐标几何”很感兴趣而专心攻读。
后来,牛顿于1664年4月在参加特列台奖学金考试的时候遭到落选,当时的考官巴罗博士对他说:“因为你的几何基础知识太贫乏,无论怎样用功也是不行的。
”这席谈话对牛顿的震动很大。
于是,牛顿又重新把《几何原本》从头到尾地反复进行了深入钻研,为以后的科学工作打下了坚实的数学基础。
近代物理学的科学巨星爱因斯坦也是精通几何学,并且应用几何学的思想方法,开创自己研究工作的一位科学家。
爱因斯坦在回忆自己曾走过的道路时,特别提到在十二岁的时候“几何学的这种明晰性和可靠性给我留下了一种难以形容的印象”。
后来,几何学的思想方法对他的研究工作确实有很大的启示。
他多次提出在物理学研究工作中也应当在逻辑上从少数几个所谓公理的基本假定开始。
在狭义相对论中,爱因斯坦就是运用这种思想方法,把整个理论建立在两条公理上:相对原理和光速不变原理。
在几何学发展的历史中,欧几里得的《几何原本》起了重大的历史作用。
这种作用归结到一点,就是提出了几何学的“根据”和它的逻辑结构的问题。
在他写的《几何原本》中,就是用逻辑的链子由此及彼的展开全部几何学,这项工作,前人未曾作到。
但是,在人类认识的长河中,无论怎样高明的前辈和名家,都不可能把问题全部解决。
由于历史条件的限制,欧几里得在《几何原本》中提出几何学的“根据”问题并没有得到彻底的解决,他的理论体系并不是完美无缺的。
比如,对直线的定义实际上是用一个未知的定义来解释另一个未知的定义,这样的定义不可能在逻辑推理中起什么作用。
又如,欧几里得在逻辑推理中使用了“连续”的概念,但是在《几何原本》中从未提到过这个概念。