几何原本(数学家的儿童玩具)
文章目录
- 几何原本蚕食计划
- 第一卷:平面几何的基础
- 平面几何的定义
- 补充:
- 公设:
- 公理:
- 命题1
几何原本蚕食计划
第一卷:平面几何的基础
平面几何的定义
从定义看世界,世界是由很多微粒组成的,而欧几里得那个
年代就已经意识到了这个问题。数学家的聪明之处是从结果判断自己想要什么,最后推到本质,最后在一本正经的把自己的思路反过来写出,让人摸不着头脑,就连定义也是如此。
作者在本卷中更多是在证明全等,为了之后的代数运算做好铺垫,
那么平行四边形,三角形就不得不用了,关于三角形的状态也是一个问题
如何区分这三种形态,我们就不得不构想一个直角,我们又如何把直角说的光明正大,我们又必须引入直角,让它和直角比较。
而我们出于严谨,不知道这个图形怎么产生的,那么我们首先要定义边界,而边界如何产生的,边界是由线产生的,面由线生,线由点生。
考虑完三角形和四边形,我们还要考虑圆,因为圆太特殊了,是图形中最优秀的,也是欧几里得最爱的,圆的分割,圆的定义,无不是天才的总结,智慧的结晶。
于是出现了如下的定义:
1、点是没有部分的(位置标记).
2、线只有长度而没有宽度(长度标记).
3、一线(不一定是直线)的两端是点.
4、直线是它上面的点一样平放着的线(两端点之间长度最短的线).
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(在一平面内但不平行)的两条相交线相互的倾斜度.
9、当包含角(形成)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横着的直线交成的邻角彼此相等时,这些角的每一个角被叫做直角,而且称这一条
直线垂直于另一条直线.
11、大于直角的角叫做钝角.
12、小于直角的角叫做锐角.
13、边界是物体(体)的边缘.
14、图形是被一个边界或几个边界所围成的.
15、圆是被一条线包围成的平面图形,其内有一点与这条线上的点连接成的所有线段都相等.
16、而且把这个点叫做圆心.
17、圆的直径是任意一条经过圆心的直线在两个方向被圆周截得的线段,且把圆二等分.
18、半圆是直径和由它截得的圆弧所围成的图形,而且半圆的心和圆心相同.
19、直线型是由直线围成的,三边形(三角形)是由三条直线围成的,四边形是由四条直线围成的,多边
形是由四条以上直线围成的.
20、在三边形(三角形)中,三条边相等的,叫做等边三角形;只有两边相等的,叫做等腰三角形;各边
不等的,叫做不等边三角形.
21、此外,在三边形(三角形)中,有一个角是直角的,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.
22、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;对角相等且对边也相等,但边不全等且角不是直角的,叫做
斜方形;其余的四边形叫做不规则四边形.
23、平行直线是在同一平面内的直线,向两个方向无限延长,在不论哪个方向它们都不相交.
补充:
公设:
1.过任意两点可以作一条直线。
2.一条有限长直线可以无限延长。
3.以任意点为圆心,任意长为半径,可以画圆。(圆是欧几里得最爱的玩具)
4.所有直角彼此相等。
5.同平面内一条直线和另外两条直线相交,若直线同侧两内角和小于两直角和,则这两条直线经过无限延长后,在这一侧相交。
(第五公设又被称为平行公设,该公设的缺陷很大,第五公设看上去更像一个命题,不过依然掩饰不了几何原本的光辉)
公理:
1.等于同量的量彼此相等。(A=B,B=C)=>A=C
2.等量加等量,其和仍相等。(A=B,C=D)=>(A+C=B+D)
3.等量减等量,其差仍相等。(A=B,C=D)=>(A-C=B-D)
4.彼此能够完全重合的物体全等。
5.整体大于部分。A=B+C>>A>B&&A>C
命题1
在一个有限直线上可以做一个等边三角形。
命题一于此是非常愉快的,AB已知,画一个等边三角形。
证:过A,AB为半径画圆记作圆A(公设三:任意直径任意圆心可以画圆)
过B,以AB为半径画圆记作圆B(公设三)
圆A,圆B相交,交点为C,AC=AB,BC=AB,AC=BC,公理1
等边三角形产生(公设20:三边相等的三角形为等边三角形)
证完
而证明三角形更多是为了能证明命题2,做一条等长线段。
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