A1从欧氏几何到解析几何(第一次课)解析课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《A1从欧氏几何到解析几何(第一次课)解析课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- A1 几何 解析几何 第一次 解析 课件
- 资源描述:
-
1、 湖南大学湖南大学 数学与计量经济学院数学与计量经济学院前言前言 几何学的起源 几何学是从丈量土地,测量容积和制造器皿等生产实践活动中产生和总结出来的.-恩格斯几何学的起源十分久远,它产生于早期人类的几何学的起源十分久远,它产生于早期人类的社会实践,从人类对实物形状的认识开始。而社会实践,从人类对实物形状的认识开始。而促进几何学产生的直接原因与土地测量及天文促进几何学产生的直接原因与土地测量及天文活动有关。在古埃及,由于尼罗河每年泛滥一活动有关。在古埃及,由于尼罗河每年泛滥一次,每次泛滥,洪水会淹没两岸的土地,一旦次,每次泛滥,洪水会淹没两岸的土地,一旦洪水退却,需要重新测量土地。因此便逐渐产
2、洪水退却,需要重新测量土地。因此便逐渐产生了关于几何形体的概念、性质及其度量方面生了关于几何形体的概念、性质及其度量方面的知识。的知识。埃及人在划分土地时,发现很多不同形状的农田,都埃及人在划分土地时,发现很多不同形状的农田,都可以分割为几块较细小的三角形农田,例:可以分割为几块较细小的三角形农田,例:长方形农田两块面积相等的三角形农田梯形农田三块三角形农田埃及数学文献“莫斯科纸草书”与“兰德纸草书”中计有110个数学问题,其中有26个属于几何问题,主要是计算土地面积、谷物体积等公式。由此可见,埃及人当时已掌握了圆周长、面积的近似公式,还知道三角形、圆柱体的求积公式。这些知识也在其它古老文明中
3、出现,巴比伦人在公元前2000年前1600年,已熟悉计算长方形、直角三角形、等腰三角形的面积,以及一些形体的体积,还掌握了勾股定理的特殊情况。中国秦汉以前的几何学内容,没有留下文字性材料,详细情况不得而知,但从西汉成书的九章算术,以及农业社会的社会形态上看,这些几何知识也相当发达。几何学在希腊人的手中成为数学的第一个分支并趋于成熟.-阿蒂亚历史上,几何学在很长的一段时间里面是一历史上,几何学在很长的一段时间里面是一门高度理论化的学科门高度理论化的学科,在若干世纪里在若干世纪里,欧几里欧几里得几何控制着数学的舞台得几何控制着数学的舞台.一、欧氏几何和欧氏空间一、欧氏几何和欧氏空间 欧欧几里得(几
4、里得(Euclid,Euclid,公元前公元前330330公元前公元前275275)是希腊是希腊亚历山大亚历山大的数学教师。于十几岁的少年的数学教师。于十几岁的少年时,进入时,进入“柏拉图学园柏拉图学园”学习。著名的古希腊学习。著名的古希腊学者学者阿基米德阿基米德,是他,是他“学生的学生学生的学生”卡农卡农是阿基米德的老师,而欧几里得是卡农的老师。是阿基米德的老师,而欧几里得是卡农的老师。欧几里得将公元前七世纪以来希腊几何积累起欧几里得将公元前七世纪以来希腊几何积累起来的丰富成果,整理在严密的逻辑系统运算之来的丰富成果,整理在严密的逻辑系统运算之中,使几何学成为一门独立的、演绎的科学。中,使几
5、何学成为一门独立的、演绎的科学。欧几里得最著名的著作欧几里得最著名的著作几何原本几何原本是是欧洲欧洲数数学学的基础,总结了平面几何五大公设,被广泛的基础,总结了平面几何五大公设,被广泛的认为是历史上最成功的教科书。的认为是历史上最成功的教科书。几何,英文为几何,英文为“Geometry”Geometry”,是由希腊文演变而,是由希腊文演变而来的,其原意为来的,其原意为“土地测量土地测量”。我国明代徐光启。我国明代徐光启翻译翻译几何原本几何原本时,将时,将“Geometry”Geometry”一词译为一词译为“几何学几何学”,就是从其音译而来。,就是从其音译而来。欧几里得不仅是一位学识渊博的欧几
6、里得不仅是一位学识渊博的数学家数学家,同时,同时还是一位有还是一位有“温和仁慈的蔼然长者温和仁慈的蔼然长者”之称的之称的教教育家育家。在著书育人过程中,他始终牢记着。在著书育人过程中,他始终牢记着柏拉图柏拉图学派学派自古承袭的严谨、求实的传统学风。他对待自古承袭的严谨、求实的传统学风。他对待学生既和蔼又严格,自己却从来不宣扬有什么贡学生既和蔼又严格,自己却从来不宣扬有什么贡献。对于那些有志于穷尽数学奥秘的学生,他总献。对于那些有志于穷尽数学奥秘的学生,他总是循循善诱地予以启发和教育,而对于那些急功是循循善诱地予以启发和教育,而对于那些急功近利、在学习上不肯刻苦钻研的人,则毫不客气近利、在学习上
7、不肯刻苦钻研的人,则毫不客气地予以批评。地予以批评。1.1.几何原本几何原本介绍介绍 几何原本几何原本共分十三卷,给出了共分十三卷,给出了467467个个命题,几乎涵盖了前人所有的数学成果。命题,几乎涵盖了前人所有的数学成果。全书精心编排,把命题依照彼此的逻辑关全书精心编排,把命题依照彼此的逻辑关系,从简单到复杂,将内容按照顺序排列系,从简单到复杂,将内容按照顺序排列起来是欧几里得最成功的创造。起来是欧几里得最成功的创造。1.1.几何原本几何原本介绍介绍 第一第一卷是全书逻辑推理的基础,给出了什么卷是全书逻辑推理的基础,给出了什么是点、线、面等是点、线、面等2323个定义个定义,5 5条公设,
8、条公设,5 5个公个公理,由此讨论三角形全等、边角关系、垂线、理,由此讨论三角形全等、边角关系、垂线、平行线、平行四边形、多边形、勾股定理等。平行线、平行四边形、多边形、勾股定理等。五五条公设:条公设:(1 1)从每个点到每个别的点必定可引直线;)从每个点到每个别的点必定可引直线;(2 2)直线可以无限延长;)直线可以无限延长;(3 3)以任一点为中心,任意长为半径可以作圆;)以任一点为中心,任意长为半径可以作圆;(4 4)所有直角都相等;)所有直角都相等;(5 5)若一直线与两条直线相交,且同侧内角和小于)若一直线与两条直线相交,且同侧内角和小于 两两直角,则此两直线必在该侧相交。直角,则此
9、两直线必在该侧相交。五条公理五条公理:(1 1)等于同量的量相等;)等于同量的量相等;(2 2)等量加等量,和相等;)等量加等量,和相等;(3 3)等量减等量,差相等;)等量减等量,差相等;(4 4)彼此重合的东西是相等的;)彼此重合的东西是相等的;(5 5)整体大于部分。)整体大于部分。下图是目前发现的最早的欧几里得几何原本中的一页 1896-97 由两个探险家(B.P.Grenfell and A.S.Hunt)在俄克喜林库斯(Oxyrhynchus)发现的纸莎草纸(公元75年-125年,现存于宾夕法尼亚大学).Book II:Proposition 5:If a straight lin
10、e is cut into equal and unequal segments,then the rectangle contained by the unequal segments of the whole together with the square on the line between the points of section equals the square on the half(from the classic translation of T.L.Heath).命题:如图,设C是线段AB的中点,那么 22AD BDCDBCCDBA欧氏空间欧氏空间 后人把欧几里得建立
11、的几何理论称为后人把欧几里得建立的几何理论称为“欧氏几何欧氏几何”;成立欧氏几何的平面称;成立欧氏几何的平面称为为“欧氏平面欧氏平面”;成立欧氏几何的空间;成立欧氏几何的空间称为称为“欧氏空间欧氏空间”。公理法公理法 欧几里得在欧几里得在几何原本几何原本使用的这种使用的这种建立理论体系的方法称为建立理论体系的方法称为“公理法(原公理法(原始公理法)始公理法)”。第第(五)(五)公设公设 第第公设等价于:过直线外一点只可作公设等价于:过直线外一点只可作一直线平行于已知直线。在一直线平行于已知直线。在几何原本几何原本问世的两千年中,不少人试图去修正,尤问世的两千年中,不少人试图去修正,尤其是第其是
12、第公设,被认为可由其余九条所证公设,被认为可由其余九条所证出,或用更简单或更直观的公理来代替。出,或用更简单或更直观的公理来代替。罗氏几何罗氏几何 俄国数学家罗巴切夫斯基(俄国数学家罗巴切夫斯基(LobatchevskyLobatchevsky,1793-18561793-1856)也希望能证明第)也希望能证明第公设,他企图公设,他企图通过否定第通过否定第公设的等价命题来引出矛盾。公设的等价命题来引出矛盾。但他推出了一个又一个新奇的结论后仍找不但他推出了一个又一个新奇的结论后仍找不到逻辑上的矛盾,这些新的结论构成了一个到逻辑上的矛盾,这些新的结论构成了一个不同的几何体系,后来被称为罗氏几何。不
13、同的几何体系,后来被称为罗氏几何。2.2.希尔伯特与希尔伯特与几何基础几何基础 18991899年德国年德国数学家希尔伯特(数学家希尔伯特(Hilbert,1862-Hilbert,1862-19431943)发表了著作)发表了著作几何几何基础基础。希尔伯特在。希尔伯特在这书中对欧几里得几何及有关几何的公理系统这书中对欧几里得几何及有关几何的公理系统进行了深入的研究。他不仅对欧几里得几何提进行了深入的研究。他不仅对欧几里得几何提供了完善的公理体系,还给出证明一个公理对供了完善的公理体系,还给出证明一个公理对别的公理的独立性以及一个公理体系确实为完别的公理的独立性以及一个公理体系确实为完备的普遍
14、原则。备的普遍原则。三个基本对象:点、直线、平面三个基本对象:点、直线、平面 三种基本三种基本关系:关系:“在在之上之上”、“在在中间中间”、“合同于合同于”2.2.希尔伯特与希尔伯特与几何基础几何基础五组公理共五组公理共2020条条:第一组关联公理,共第一组关联公理,共8 8条;条;第二组顺序公理,共第二组顺序公理,共4 4条;条;第三组合同公理,共第三组合同公理,共5 5条;条;第四组连续公理,共第四组连续公理,共2 2条;条;第五组平行公理,共第五组平行公理,共1 1条。条。这五组公理满足了公理体系的三个基本要求,即这五组公理满足了公理体系的三个基本要求,即相容性、相容性、独立性和完备性
15、独立性和完备性。如果把这五组的公理稍作增减,便得出其。如果把这五组的公理稍作增减,便得出其他不同的几何空间,例如把平行公理中的欧几里得平行公理他不同的几何空间,例如把平行公理中的欧几里得平行公理换为罗巴切夫斯基平行公理,那便把欧几里得空间换为换为罗巴切夫斯基平行公理,那便把欧几里得空间换为罗巴切夫斯基空间。罗巴切夫斯基空间。现代公理法:现代公理法:以五组公理为基础,陆续定义了一些新以五组公理为基础,陆续定义了一些新的概念和证明一些新的结论(定理),这的概念和证明一些新的结论(定理),这样建立起了一个依照逻辑关系,排列顺序样建立起了一个依照逻辑关系,排列顺序井然的体系,称为现代公理法。井然的体系
16、,称为现代公理法。3.3.公理系统的三个问题公理系统的三个问题 构造一个公理体系并不容易,要求满足以下条件:构造一个公理体系并不容易,要求满足以下条件:(1 1)无矛盾性无矛盾性:即所有的公理彼此不产生矛盾,:即所有的公理彼此不产生矛盾,也称相容性;也称相容性;(2 2)独立性独立性:即每一条公理都不能由其它公理推:即每一条公理都不能由其它公理推出,也就是公理组有最少个数,不能有多余的;出,也就是公理组有最少个数,不能有多余的;(3 3)完备性完备性:即已有的公理已足够了,不能再增:即已有的公理已足够了,不能再增加与公理组都相容的新公理。加与公理组都相容的新公理。在在数学及其它领域,利用公理法
展开阅读全文