X. Практическое применение геометрии Лобачевского. 1) Теорема Пифагора.
Теорема. Для всякого прямоугольного треугольника плоскости Лобачевского выполняется равенство ch c = ch a ·ch b, где a, b - длины катетов, c - длина гипотенузы этого треугольника, а ch x= (гиперболический косинус).
Доказательство. Воспользуемся моделью Пуанкаре плоскости Лобачевского на евклидовой полуплоскости. Будем считать (см. рисунок ниже), что вершинам A, B, C данного прямоугольного треугольника соответствуют комплексные числа
где
так как этого всегда можно добиться с помощью некоторого неевклидова движения.
Используя формулу
Рис. 24
для вычисления неевклидова расстояния между точками z и w в H2, получаем, что
Почленное перемножение двух первых соотношений и приводит, как показывает третье соотношение, к завершению доказательства теоремы.
2) Замечание к теореме Пифагора Н.И.Лобачевским было замечено, что созданная им неевклидова геометрия в бесконечно малом, то есть в первом приближении, совпадает с геометрией евклидовой плоскости. Проиллюстрируем это на примере теоремы Пифагора. Используя разложение гиперболического косинуса в ряд
получим для теоремы Пифагора соотношение
Исключая теперь члены низшего порядка, приходим к теореме Пифагора евклидовой геометрии:
Подробный вывод формулы площади треугольника на плоскости Лобачевского приводить не стоит ввиду его сложности (в нем используется формулы, доказываемые лишь в курсе дифференциальной геометрии).
Рис. 25
Если АВС – треугольник в модели Пуанкре, меры углов А,В и С - α, β и γ соответственно, - мера угла B в треугольнике ABD, а и мера углов B и C в треугольнике BCD. Тогда вследствие этого можно сформулировать теорему
Теорема.Для площади треугольника ABC с углами справедлива формула
Следствие1.Площадь треугольника плоскости Лобачевского ограничена.
Следствие 2.Если дан выпуклый многоугольник с внутренними углами то
Достарыңызбен бөлісу: |