三大核心領域之幾何學范疇

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高二學習指導 來源: 高中學習網(wǎng)

1、初等幾何

高中生物 在希臘語中,“幾何學”是由“地”與“測量”合并而來的,本來有測量土地的含義,意譯就是“測地術”。“幾何學”這個名詞,系我國明代數(shù)學家根據(jù)讀音譯出的,沿用至今。

現(xiàn)在的初等幾何主要是指歐幾里得幾何,它是討論圖形(點、線、面、角、圓等)在運動下的不變性質(zhì)的科學。

例如,歐氏幾何中的兩點之間的距離,兩條直線相交的交角大小,半徑是r的某一圓的面積等都是一些運動不變量。

初等幾何作為一門課程來講,安排在初等代數(shù)之后;然而在歷史上,幾何學的發(fā)展曾優(yōu)先于代數(shù)學,它主要被認為是古希臘人的貢獻。

幾何學舍棄了物質(zhì)所有的其它性質(zhì),只保留了空間形式和關系作為自己研究的對象,因此它是抽象的。這種抽象決定了幾何的思維方法,就是必須用推理的方法,從一些結(jié)論導出另一些新結(jié)論。定理是用演繹的方式來證明的,這種論證幾何學的代表作,便是公元前三世紀歐幾里得的《原本》,它從定義與公理出發(fā),演繹出各種幾何定理。

現(xiàn)在中學《平面三角》中關于三角函數(shù)的理論是15世紀才發(fā)展完善起來的,但是它的一些最基本的概念,卻早在古代研究直角三角形時便己形成。因此,可把三角學劃在初等幾何這一標題下。

古代埃及、巴比倫、中國、希臘都研究過有關球面三角的知識。公元前2世紀,希帕恰斯制作了弦表,可以說是三角的創(chuàng)始人。后來印度人制作了正弦表;阿拉伯的阿爾。巴塔尼用計算sinθ值的方法來解方程,他還與阿布爾。沃法共同導出了正切、余切、正割、余割的概念;賴蒂庫斯作了較精確的正弦表,并把三角函數(shù)與圓弧聯(lián)系起來。

由于直角三角形是最簡單的直線形,又具有很重要的實用價值,所以各文明古國都極重視它的研究。我國《周髀算經(jīng)》一開始就記載了周朝初年(約公元前1100年左右)的周公與學者商高的對話,其中就談到“勾三股四弦五”,即勾股定理的特殊形式;還記載了在周公之后的陳子,曾用勾股定理和相似圖形的比例關系,推算過地球與太陽的距離和太陽的直徑,同時為勾股定理作的圖注達幾十種之多。在國外,傳統(tǒng)稱勾股定理為畢達哥拉斯定理,認為它的第一個一致性的證明源于畢氏學派(公元前6世紀),雖然巴比倫人在此以前1000多年就發(fā)現(xiàn)了這個定理。到現(xiàn)在人們對勾股定理已經(jīng)至少提供了370種證明。

19世紀以來,人們對于關于三角形和圓的初等綜合幾何,又進行了深入的研究。至今這一研究領域仍然沒有到頭,不少資料已引申到四面體及伴隨的點、線、面、球。
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