Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі қазақ мемлекеттік қыздар педагогикалық



бет40/41
Дата19.10.2023
өлшемі1.26 Mb.
#481093
1   ...   33   34   35   36   37   38   39   40   41
khanzharova bs kokazhaeva ab geometriia negizderi

R 1
k
тұрақтысы бар. Мысалы, параллельдік бұрышы үшін,

cos (h)  th h

R


екендігі енгізіледі.

Неғұрлым R үлкен болса, онда соғұрлым Лобачевский геометриясының қорытындылары евклидтік геометриядағымен сәйкес болады: R болса, (h)  90 (h-қа тәуелсіз).
Астрономиялық өлшеулер мәліметтері R-дің қандай мәндерінде Лобачевский фрмулаларына қайшы келмейді, яғни гиперболалық геометрия формулалары бойынша жасалған есептеулер эмперикалық, астрономиялық мәліметтерге сәйкес болады?
d=AB (54-сурет) - жер орбитасының диаметрі, S -

АВ  900
болатындай жағдайда бақыланатын жұлдыз,

ВР АВ,
ВР1 // AS
(Лобачевскийше) болсын.
54-сурет

PBS  
бұрышы S жұлдызының параллаксы деп

аталатындығы белгілі.

 
2

  • d болатындығы да белгілі. Лобачевскийдің

жоғары да көрсетілген формуласы бойынша:
cos d   sin 2  d th d
R
 d  аргументінің өте кіші болуынан  d   d

2 2 R


деп ұйғаруға болады, сонымен, алдыңғы айтылған бойынша

  d ,

R


R d . Соңғы теңсіздік R константаны тәжірибе


арқылы анықтауға мүмкін болатын шамалармен байланыстырады. Және мысалы, астрономиялық мәліметтерге

сәйкес
  0,1||  24 108

радиан деп алып,
R  41105 d

екендігін табамыз.

Ал d  158 107
жарық жылына тең болатындықтан,

соңғы теңсіздіктен R шама 60 жарық жылынан артық екендігі (R
> 60) шығады. R- дың мұндай мәндерінде Лобачевскийдің формуласы бойынша есептелген және әдеттегі Евклид формулалары бойынша есептеген геометриялық шамалардың мәндерінің іс жүзінде айырмашылығы аз. Мысалы, осылайша ұйғарғанда катеттері Жер орбитасының диаметріне тең тең бүйірлі үшбұрыштың дефектісі 0,0000003ʺ-тен артық емес.
Осындай зерттеулер евклидтік емес геометрияға тек логикалық схема ретінде ғана қараудан бас тартуға мәжбүр етіп, оның тәжірибесімен «Келісімге келуі» мүмкін екендігін көрсетті. Геометрия мен физиканың ілгері қарай дамуы мұндай көзқарасты толық айқындады.
Биевклидтік геометриялар біздің ғасырымыздың бас кезінде А.Эйнштейн негізін салған қатыстылық теориясының шығуына байланысты физикалық жаңа идеялардың дамуына әсіресе қажетті болып шықты. Классикалық механика кеңістіктің евклидтік қасиеттерімен қанағаттанатын еді, өйткені

Нюьтон ілімі бойынша, кеңістік әрқашан бір келкі, материялық объектілердің қасиеттеріне байлансты болмайды. Жаңа механиканың дамуына евклидтік геометриядан гөрі неғұрлым жалпы және үйлесімдірек теориялық аппарат қажет болды. Қатыстылық теориясының таза кинематикалық құбылысты зерттейтін бөлігі арнаулы қатыстылық теориясы деп аталады. Бұл теорияның математикалық өрнегі.
Г.Минковскийдің 1909 жылы сипаттап берген төрт өлшеуішті « кеңістік-уақыт» формасында берілді, мұнда нүктенің үш координатасы оның кеңістіктегі орнын, ал төртіншісі- уақытты анықтайды. Кеңістік – уақыт риман кеңістігінің арнаулы түрі болып табылады және сызықтық элементпен сипатталады:
d s 2 dx 2 dy 2 dz 2 c 2 dt 2 ,
мұндағы t – уақыт, с – жарық жылдамдығы.
Риман геометриясының неғұрлым жалпы түрі Эйнштейн мен оның шәкірттеріне кеңірек теорияны – салыстырмалықтың жалпы теориясын дамытуға мүмкіндік берді, бұл теорияда кинематикалық құбылыстар белгілі бір гравитациялық жағдайларда және осы жағдайларға байланысты қарастырылады. Салыстырмалықтың жалпы теориясы бойынша кеңістіктің айнымалы қисықтығы болады және ол – кеңістіктің материяның тығыздығы көбірек облыстарында арта түседі.
Лобачевский қазіргі кездегі салыстырмалылық теориясының кеңістіктің, уақыттың және материяның өзара байланысы жөніндегі, кеңістіктің геометриялық қасиеттері мен материяның физикалық қасиеттерінің арасындағы байланыс жөніндегі негізгі идеясын күнібұрын болжап қойғандығын айтпауға болмайды. «...біз үшін кеңістік өзі (қозғалыстағы материядан) жеке болмайды. Олай болса, біз табиғаттағы кейбір күштерге бір ерекше геометрия, басқаларына екінші геометрия қолданылады деп ұйғарсақ, онда біздің ойымызда ешқандай қайшылық болуы мүмкін емес»,- деп жазды Лобачевский өзінің ақиқат жаңалықтары жөнінде.
Соңғы он жылдың ішінде биевклидтік геометрияның идеялары космос кеңістігі физикасында ғана емес, сондай-ақ атомдық физикада да табысты түрде қолданылып келеді.
Оқушылардың үзілді-кесілді қойған мынандай сұрақтарына оқытушының жиі жауап беруіне тура келеді.
«Іс жүзінде қандай геометрия қолданылады?», «Берілген түзуге берілген нүкте арқылы қанша параллель жүргізуге болады?». Сондықтан осы мәселе жөнінде біздің кейбір ірі ғалымдарымыздың айтқан пікірлерін келтіру орынды болар деп есептейміз.
Академик П.С. Александров [1]: «Геометриялық негізгі ұғымдар – нүктелер, түзулер, т.б..- әрине, тәжірибеден бірден алынған жоқ, ол ... абстракция жолымен алынды. Сондықтан берілген түзуге берілген нүкте арқылы бір немесе екі параллель түзу жүргізуге «іс жүзінде» болама деген сұрақтың мағнасы болмайды. Өйткені, «іс жүзінде», яғни математикалық абстракциямен өңделмеген тікелей тәжірибе мәліметтері облысында идеал мағынада нүкте де, түзуде болмайды, тек қандай дәрежеде болса да нүкте мен түзуді кескіндейтін заттар ғана болады... Орта шамалы «Жер жүзілік облыстар» геометриясы – евклидтік геометрия болады. Евклидтік геометрия жеткілікті дәлдікпен біз осы облыстарда шынында да нені байқайтын болсақ, соны көрсетеді. Егер бұл шектен шығатын болсақ, онда қазіргі кездегі физикадан байқағандай, күрделірек, тіпті Лобачевскийдің түсінігінше алынған евклидтік емес геометриядан да күрделірек системалар қажет болуы мүмкін.
Академик А.Н. Колмогоров [15]: «Идеал математикалық кеңістіктерге қарама-қарсы нағыз физикалық кеңістіктің қасиеттері бізге тек жуық түрде ғана белгілі». Осыған сәйкес таза математикада қарастырылып отырған әр түрлі идеал геометрияның қайсысы аяқты және толық дәлдікпен нағыз кеңістіктің қасиеттерін қамтып көрсетеді деген сұраудың мағынасы жоқ.
Идеал математикалық геометрияның қайсысы біздің қазіргі кезеңдегі нағыз кеңістіктің құрылысы жөнінде біздің білімімізді көрсетеді?. Бұл соңғы сұраққа берілген жауап уақытқа қарай өзгеріп отырады және ешуақытта толық бір мәнді бола алмайды. Қандай да абстракт геометриялардың тәжірибеге қатынасы жөніндегі мәселе Советтік үлкен экциклопедияда айтылған.
Онда (2-басылуы, 1-том, 615-бет) былай делінген: «...таза логикалық көз қарас бойынша бірден – бір геометрия бар деген ой тумайды. Оларды тек тәжірибеге сүйеніп қана сайлап алуға болады; ал тәжірибе жуық түрде жасалатындықтан, біздің біліміміз қандай дәрежеде артатын болса да, бұлайша сайлап алу біржолата берілген, бірден – бір абсолюттік шын геометрия системасына келтіре алмайды. Таза математикада қарастырылатын геометриялардың әртүрлі жүйелері мен ғылымға Лобачевский енгізген және диалектикалық материализм философиясында толық философиялық дәлел берілген нағыз физикалық кеңістікті тәжірибе жүзінде зерттеудің арасындағы қатынастарға деген көзқарас осы болады».
    1. Биевклидтік геометрияның геометрия негіздері ғылымының дамуындағы орны

Н.И.Лобачевский 1826 жылы ашқан геометрия жер жүзіндегі ең бірінші биевклидтік геометрия болды.


Лобачевский геометриясы абсолют геометрия аксиомалары мен Лобачевский постулатына негізделген: егер де жазықтықта түзу мен оның бойында жатпайтын нүкте берілсе, онда берілген нүкте арқылы берілген жазықтықта берілген түзумен ортақ нүктесі болмайтын кем дегенде әртүрлі екі түзу жүргізуге болады.
Лобачевский геометриясы логикалық жағынан алғанда евклидтік геометрия сияқты мінсіз.
Сапалық жағынан алғанда, Лобачевский геометриясының көптеген пікірлері евклидтік геометрияның сәйкес пікірлерінен айқын айырмашылығы бар: ұшбұрыштың бұрыштарының қосындысы 1800 - тан кіші, ұшбұрыштың бұрыштарының қосындысы тұрақты болмайды.ұқсас ұшбұрыштар болмайды, коллинеар емес үш нүкте арқылы әр қашан шеңбер жүргізуге бола бермейді, жарты жазықтықтың берілген түзуден бірдей қашықтықта жатқан нүктелерінің геометриялық орны түзу сызық емес, қисық сызық – экивидистанта т.с.с Лобачевский кеңістігінде ұзындықтың « абсолюттік» немесе «табиғи» бірлігі болатындық фактісі тамаша.
Екінші жағынан, Лобачевский геометриясы мен евклидтік геометрия үшін абсолют геометрияның барлық пікірлері және сондай-ақ параллельдің басқа да кейбір қасиеттері ортақ болып табылады.
Евклид пен Лобачевский геометриялары сан жағынан алғанда іс жүзінде айырмашылық жоқ: Үшбұрыштың бұрыштарының қосындысының 180-тан ауытқуы қазірше ең мұқият өлшеулердің дәлелдік шекарасынан тыс болып табылады.
Евклидтік геометрияны Лобачевский геометриялары арнаулы шектік жағдайы ретінде қарастыруға болады.
Лобачевский геометрияны ашқаннан кейін биевклидтік геометрия идеялары барған сайын жетіліп дами түсті. 1854
жылы Риманның «эллипстік» геометриясы шықты, сонымен қатар Риман дифференциалды-геометрия негізінде жасалған
«риман геометрияларының» зор жүйесін де жасап шығарушысы болды. Вейльдің, Картаның, Финслердің және т.б. жұмыстары соңғы он жылдар ішіндегі биевклидтік геометриялар жөніндегі түсініктерді ілгері қарай дамыту бағытымен істелген көптеген зерттеулердің негізін құрастырады.
Лобачевский де өзінің «қиялдаған» геометриясын кейбір интегралдарды есептеп шығаруға, доғаларды, беттерді және көлемдерді есептеп шығаруға қолдану мүмкіндігін көрсете алған болатын. Ол өзінің теориясы белгілі бір ұйғарулыр жасағанда тікелей тәжірибе мәлметтерімен сәйкес келетіндігін көрсететін алдын ала астрономиялық бақылаулар мен есептеулер жасаған.
Биевклидтік геометриялардың қатыстылық теориясының дамуындағы маңызы әсіресе зор болып шықты.
Қазіргі кездегі тәжірибе мәлметтері евклидтік геометрия да, сондай-ақ Лобачевский геометриясы да физикалық кеңістіктің ұзақтығын кең шекаралықтағы қасиеттерін өте жоғары дәлдікпен жуықтап сипаттайтындығын көрсетеді. Əрине, Евклид теориясының негізгі мәселелерді шешуде жеңілдік жағынан артықшылығы бар.
Лобачевский геометриясы қазіргі кездегі математиканың кейбір мәселелерін шешуде қолданылады.
Биевклидтік геометрияның ашылуы геометрия негіздері жөніндегі ғылымды жарыққа шығарды.
Лобачевский теориясының күштілігі оның абстрактылы аксиомалық жаттығулар үшін емес, оның кеңістік қасиеттерін зерттеуге тереңірек еңгізілу мақсатымен жасалғандығында. Лобачевскийдің жаңалықтары өз заманындағы философияда орныққан идеалистік қате түсініктердк жеңіп шығуда белгілі роль атқарып шықты.
Биевклидтік геометрияның ашылуы тек геометрияның емес, математиканың да көп уақытқа дейінгі толық даму жолдарын анықтап, басқа ғылымдар салаларындағы көзқарастардың эволюциясына да әсерін тигізеді.
Бақылау сұрақтары:




  1. Биевклидтік геометрияның геометрия негіздері ғылымының дамуындағы орнын қалай түсінесіз?.

  2. Риманның «эллипстік» геометриясы қай жылы ашылды және не туралы жазылған.

  3. Айналу бетінің бірінші квадраттық формасын мына

d s 2 dи1 2 Gu1 du 2 2 түрге келтіруге болатын-
дығын дәлелдеңіз.

  1. Лобачевский жазықтығында жазық бұрыштан кем белгілі бір А/АА// бұрышын алайық. Бір бағытында (АА/) түзуіне, ал екінші бағытында (АА//) түзуіне параллель жалғыз ғана түзу бар екендігін дәлелдеңіз.

  2. Кез келген әр түрлі (АА/), (ВВ/) екі параллель түзулеріне сәйкесбір бағытында (АА/) түзуіне параллель, ал екінші бағытында (ВВ/) түзуіне параллель жалғыз ғана (СС/) түзуі бар. Дәлелдеңіз.



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   33   34   35   36   37   38   39   40   41




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет