Группа IV. Аксиомы непрерывности.
IV1 (аксиома Архимеда). Пусть АВ и CD — какие-нибудь отрезки. Тогда на прямой АВ существует конечное множество точек А1, А2, ..., Ап, таких, что выполняются условия:
а) А— А1 —- А2, А1 — А2 — А3, ..., Аn-2 — An-1— Ап
б) АА1= А1А2 = ...= = Ап-1Ап = CD;
в) А — В — Ап.
IV2 (аксиома Кантора). Пусть на произвольной прямой а дана бесконечная последовательность отрезков A1B1;. А2 В2, ..., из которых каждый последующий лежит внутри предыдущего и, кроме того, для любого отрезка CD найдется натуральное число n, такое, что АпВп < CD. Тогда на прямой а существует точка М, принадлежащая каждому из отрезков данной последовательности.
Ясно, что такая точка М единственная. В самом деле, если предположить, что точка N, отличная от точки М, также принадлежит каждому из отрезков данной последовательности, то получим АпВп MN при любом п, что противоречит аксиоме.
К важнейшим следствиям из аксиом групп I—IV относится теория измерения отрезков и углов.
Для обоснования евклидовой теории параллельных Гильберт к аксиомам групп I—IV добавляет еще одну аксиому параллельных прямых.
Группа V. Аксиома параллельности.
Пусть а — произвольная прямая, а А—точка, не лежащая на этой прямой. Тогда в плоскости, определяемой точкой А и прямой а, существует не более одной прямой, проходящей через А и не пересекающей а, эта аксиома эквивалентна V постулату Евклида.
На основе всех аксиом групп I—V можно построить теорию параллельных прямых по Евклиду, доказать теоремы о сумме углов треугольника и выпуклого многоугольника, изучить свойства параллелограммов и трапеций, построить теорию подобия и т. д. Заметим еще, что аксиомы групп I—V позволяют обосновать обычную тригонометрию, изучаемую в средней школе, а также декартову аналитическую геометрию. В частности, пользуясь теоремой Пифагора, для доказательства которой необходимо использовать аксиому V, выводится известная формула для вычисления расстояния между двумя точками по координатам этих точек. Кроме того, доказывается, что плоскость в пространстве определяется уравнением первой степени, а прямая — системой двух уравнений с тремя переменными. Таким образом, предоставляется возможность приложить алгебру к доказательству теорем геометрии.
Отмечу, пользуясь аксиомами групп I—V, можно ввести понятия площади многоугольника и объема многогранника.
Геометрию, построенную на аксиомах групп I—IV, называют абсолютной геометрией. Вышеуказанные теоремы и определения являются теоремами абсолютной геометрии.
Достарыңызбен бөлісу: |