几何原本简介 原本定义是什么样的
《几何原本》(希腊语:Στοιχεῖα)又称《原本》。是古希腊数学家欧几里得所著的一部数学著作。它是欧洲数学的基础,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。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。欧几里得使用了公理化的 *** 。这一 *** 后来成了建立任何知识体系的典范,在差不多二千年间,被奉为必须遵守的严密思维的范例。这本著作是欧几里得几何的基础,在西方是仅次于《圣经》而流传最广的书籍。
原本介绍
《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。并把人们公认的一些事实列成定义和公理,以形式逻辑的 *** ,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,论证命题得到定理的几何学论证 *** ,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。
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。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 *** 建立起来的数学演绎体系的最早典范。
欧几里得所著的《原本》大约成书于公元前300年,原书早已失传。全书共分13卷。书中包含了5个“公设(Axioms)”、5条“一般性概念(Common Notions)”、23个定义(Definitions)和48个命题(Propositions)。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。
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。对后世产生了深远的影响。它标志着几何学已成为一个有着比较严密的理论系统和科学 *** 的学科。
两千多年来,《几何原本》一直是学习数学几何部分的主要教材。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。
1582年,来自意大利的天主教神父利玛窦到中国传教,带来了15卷本的《原本》。1600年,明代数学家徐光启(1562-1633)与利玛窦相识后,便经常来往。1607年,他们把该书的前6卷平面几何部分合译成中文,并改名为《几何原本》。后9卷是1857年由中国清代数学家李善兰(1811-1882)和英国人伟烈亚力译完的。
原本定义
注:《几何原本》中有“公设”与“公理”之分,近代数学对此不再区分,都称“公理”。
定义
23条
点是没有部分的
线只有长度而没有宽度
一线的两端是点
直线是它上面的点一样地平放着的线
面只有长度和宽度
面的边缘是线
平面是它上面的线一样地平放着的面
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
当包含角的两条线都是直线时,这个角叫做直线角
当一条直线和另一条直线交成邻角彼此相等时,这些角的每一个叫做直角,而且称这一条直线垂直于另一条直线。
大于直角的角叫钝角
小于直角的角叫锐角
边界是物体的边缘
图形是一个边界或者几个边界所围成的
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
这个点(指定义15中提到的那个点)叫做圆心。
圆的直径是任意一条经过圆心的直线在两个方向被圆截得的线段,且把圆二等分
半圆是直径与被它切割的圆弧所围成的图形,半圆的圆心与原圆心相同(接17)
直线形是由线段围成的,三边形是由三条线段围成的,四边形是由四条线围成的,多边形是由四条以上线段围成的
在三边形中,三条边相等的,叫做等边三角形;只有两条边相等的,叫做等腰三角形;各边不等的,叫做不等边三角形
此外,在三边形中,有一角是直角的,叫做直角三角形;有一个角是钝角的,叫做钝角三角形;有三个角是锐角的,叫做锐角三角形
在四边形中,四边相等且四个角是直角的,叫做正方形;角是直角,但四边不全相等的,叫做长方形;四边相等,但角不是直角的,叫做菱形;对角相等且对边相等,但边不全相等且角不是直角的,叫做斜方形;其余的四边形叫做不规则四边形
平行直线是在同一个平面内向两端无限延长不能相交的直线
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。彼此能完全重合的物体是全等的;
5。整体大于部分。
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。(近代数学不区分公设,公理,统一称为公理)
——以上选自《几何原本》 之一卷《几何基础》
最后一条公设就是著名的平行公设,或者叫做第五公设。它引发了几何史上最著名的长达两千多年的关于“平行线理论”的讨论,并最终诞生了非欧几何。值得注意的是,第五公设既不能说是正确也不能说是错误,它所概括的是一种情况。非欧几何则在推翻第五公设的前提下进行了另外情况的讨论。