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欧几里得几何指按照古希腊数学家欧几里得的《几何原本》构造的几何学。
欧几里得几何有时单指平面上的几何,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。
欧几里得几何简称“欧氏几何”,是几何学的一门分科。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。
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”。e79fa5e98193e4b893e5b19e331
其中公理五又称之为平行公设(Parallel Postulate),叙述比较复杂,并不像其他公理那么显然。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)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)、匈牙利人波尔约(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)。
一、欧式几何和非欧几何的主要区别如下:
1、欧氏几何的几何结构是平坦的空间结构背景下考察,而非欧几何关注弯曲空间下的几何结构。e799bee5baa6e79fa5e98193e59b9ee7ad94364
2、欧式几何起源于公元前,而非欧几何是几何学发展到新的时代的产物,产生于19世纪20年代。
3、非欧几何产生于非欧空间,而非欧空间可以理解成扭曲了的欧式空间,它的坐标轴不再是直线,或者坐标轴之间并不正交(即不成90度)。而欧式几何的坐标轴是直线,坐标轴之间成90度。
4、非欧几何与欧氏几何最主要的区别在于公理体系中采用了不同的平行定理。欧式几何提出平行公理又称“第五公设”,非欧几何认为第五公设是不可证明的,并由否定第五公设的其他公理代替第五公设。
二、欧式几何与非欧几何的适用范围
欧氏几何主要研究平面结构的几何及立体几何,非欧几何是在一个不规则曲面上进行研究。
欧式几何可以用于研究平面上的几何,即平面几何;研究三维空间的欧几里得几何,通常叫做立体几何。
非欧几何适用于抽象空间的研究,即更一般的空间形式,使几何的发展进入了一个以抽象为特征的崭新阶段。非欧几何学还应用在爱因斯坦发展的广义相对论。
扩展资料
非欧几何是对传统欧式几何的补充和完善,具有非常重大的意义。
其一,随着非欧几何的产生,引起了数学家们对几何基础的研究,从而从根本上改变了人们的几何观念,扩大了几何学的研究对象,使几何学的研究对象由图形的性质进入到抽象空间,即更一般的空间形式,使几何的发展进入了一个以抽象为特征的崭新阶段。
可以说,非欧几何的产生是数学以直观为基础的时代进入以理性为基础的时代的重要标志。
其二,非欧几何的产生,引起了一些重要数学分支的产生。数学家们围绕着几何的基础问题、几何的真实性问题或者说几何的应用可靠性问题等的讨论,在完善数学基础的过程中,相继出现了一些新的数学分支,如数的概念、分析基础、数学基础、数理逻辑等,公理化方法也获得了进一步的完善。
其三,非欧几何学的创立为爱因斯坦发展广义相对论提供了思想基础和有力工具,而相对论给物理学带来了一场深刻的革命,动摇了牛顿力学在物理学中的统治地位,使人们对客观世界的认识产生了质的飞跃。
其四,非欧几何学使数学哲学的研究进入了一个崭新的历史时期。18世纪和19世纪前半期最具影响的康德哲学,它的自然科学基础支柱之一是欧几里得空间。康德曾经说过:“欧几里得几何是人类心灵内在固有的,因而对于‘现实’空间客观上是合理的。”
非欧几何的创立,冲破了传统观念并破除了千百年来的思想习惯,给康德的唯心主义哲学以有力一击,使数学从传统的形而上学的束缚下解放出来。用康托尔的话说“数学的本质在于其自由”。
简单的说,非欧几何,就是除了欧几里德以外zhidao的几何,主要有闵可夫斯基几何和黎曼几何。
如果说欧几里德几何是在平面上讨论问题,那么非欧几何就是在球面和内马鞍面上讨论问题。
牛顿的物理学是建立在绝对的时空环境上的,用欧几里德几何就可以了。
相对论会遇到空间弯曲的问容题,所以要用到非欧几何。
非欧几里得几何是指不同于欧几里得几何学的几何体系,简称为非欧几何,一般是指罗巴切夫斯基几何(双曲几何)和黎曼的椭圆几何。它们与欧氏几何最主要的区别在于公理体系中采用了不同的平行定理。