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幾何原本是關於什麽的?

幾何的元素(希臘語:σ τ ο ι χ ε?α)是古希臘數學家歐幾裏得寫的數學著作,卷***13。這本書是歐幾裏得幾何學的基礎,是僅次於《聖經》的西方流傳最廣的書。

古希臘數學家歐幾裏得以他的傑作《原本》流芳百世。歐幾裏得在《幾何原本》中系統地總結了古代勞動人民和學者在實踐和思考中獲得的幾何知識,並列舉了壹些人們公認的事實作為定義和公理。他用形式邏輯的方法,用這些定義和公理來研究各種幾何圖形的性質,從而建立了壹套論證命題和從公理和定義中得出定理的幾何論證方法,形成了壹個嚴格的邏輯體系——幾何學。而這本書成為了歐洲幾何學的奠基石。

歐幾裏得的《原本》寫於公元前300年左右,原著早已失傳。今天的《幾何原本》已經被後來的數學家修改過,有的是13卷,有的是15卷。書中大部分內容都與圖形知識(即幾何知識)有關。

兩千多年來,《幾何原本》壹直是學習數學和幾何的主要教材。許多偉大的學者,如哥白尼、伽利略、笛卡爾、牛頓等。,研究了《幾何原本》,並從中吸取了豐富的營養,從而取得了許多偉大的成就。

《幾何原本》最重要的特點是建立了嚴格的幾何體系,其中主要有定義、公理、公設和命題(包括畫法和定理)四個內容。《幾何原本》第壹冊有23個定義,5個公理,5個公設。(最後壹個公設就是著名的平行公設),

這些定義、公理和公設是整本書《幾何原本》的基礎。基於這些定義,公理和假設,整本書邏輯地發展其各個部分。比如後面出現的每壹個定理,都說明了什麽是已知,什麽是驗證。我們要根據前面的定義、公理、定理進行邏輯推理,並給出仔細的證明。

歐幾裏得《幾何原本》的誕生在幾何學發展史上具有重要意義。標誌著幾何學已經成為壹門具有相對嚴密的理論體系和科學方法的學科。

但歐幾裏得幾何仍然是中學生學習數學基礎知識的好教材。

成為培養和提高青少年邏輯思維能力的好教材。不知道歷史上有多少科學家受益於研究幾何,做出了巨大貢獻。

幾何學的影響和意義

在幾何學發展史上,歐幾裏得的《幾何原本》發揮了重要的歷史作用。這個作用歸結到壹點,就是提出了幾何學的“基礎”及其邏輯結構。在他的《幾何原本》中,他用邏輯鏈來展開所有的幾何,這是以前從來沒有過的。《幾何原本》的誕生,標誌著幾何學已經成為壹門具有相對嚴密的理論體系和科學方法的學科。而《幾何原本》中的命題1.47證明了勾股定理是西方的歐幾裏得首先發現的,這說明歐洲是西方最早發現勾股定理的大陸。(中國在公元前1120年發現了勾股定理,比歐洲早了約800年。)

論證方法的影響

關於幾何論證的方法,歐幾裏得提出了分析、綜合和歸謬法。所謂分析方法,就是假設所要求的已經得到,分析此時成立的條件,從而實現證明的步驟;綜合法是從以前已經證明的事實出發,逐步推導出要證明的事項;反證法是在保留命題的假設下否定結論,從結論的反面出發,從中推導出與已證明的事實或已知條件相矛盾的結果,從而證實原命題的結論是正確的,也稱反證法。

作為教材的影響力

自歐幾裏得發表《幾何原本》以來,已經有兩千多年了。盡管科學技術飛速發展,但歐幾裏得幾何以其鮮明的直觀性和嚴密的邏輯演繹方法,成為培養和提高青少年邏輯思維能力的良好教材。不知道歷史上有多少科學家受益於研究幾何,做出了巨大貢獻。

(牛頓的例子)

十幾歲時,牛頓在劍橋大學附近的壹家夜總會買了壹本《幾何》。起初,他認為書的內容並沒有超出常識的範圍,所以並沒有認真讀,而是對笛卡爾的《坐標幾何》很感興趣,專心致誌地讀了起來。後來牛頓在4月參加獎學金考試時落選,1664。當時的考官巴羅博士對他說:“因為妳的幾何基礎知識太差了,再怎麽努力也不行。”這次談話給了牛頓很大的震動。然後,牛頓從頭到尾學習了《幾何原本》,為以後的科學工作打下了堅實的數學基礎。

“原作”的缺點

但是,在人類認識的長河中,再高明的前輩和名家,也不可能解決所有的問題。由於歷史條件的限制,歐幾裏得在《幾何原本》中提出的幾何學的“基礎”問題並沒有得到徹底解決,他的理論體系並不完善。比如直線的定義,其實就是壹個未知的定義去解釋另壹個未知的定義,這樣的定義在邏輯推理中起不到任何作用。再比如,歐幾裏得在邏輯推理中使用了“連續性”的概念,但在《幾何原本》中從未提及。

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