一、歐幾里得幾何與歐幾里得空間
這里的歐氏幾何描述二維平面的幾何, 高維的歐氏幾何叫歐幾里得空間(三維歐氏幾何叫做立體幾何)。一句話概括,歐氏空間是歐氏幾何在多維情況下的推廣。
所以歐幾里得幾何又叫平面幾何(plane geometry)(兩要素:二維、曲率為0),它基于五條公設(shè):
二、歐幾里得幾何與非歐幾何
俄羅斯數(shù)學(xué)家羅巴切夫斯基和匈牙利數(shù)學(xué)家波約指出,第五條平行公理不一定在所有的幾何情況下都成立,并非幾何真理,也就是三角形內(nèi)角和不一定為180?;凇叭切蝺?nèi)角≠180°”的幾何學(xué)叫做非歐幾何。
以下圖為例,在球上的三角形的內(nèi)角和就大于180°,所以在球上的幾何是非歐幾何,叫做球面幾何(spherical geometry),它描述的是二維球面(2-dim surface)的幾何,而不是包括球內(nèi)部的球體(ball, solid sphere)。
三、第五公理/平行公理
第五公理為:
它也可以等價(jià)為:
如果將公設(shè)改為“可引最少兩條平行線”引申的幾何為羅氏幾何(雙曲幾何);
如果將公設(shè)改為“一條平行線也不能引”引申的幾何為黎曼幾何(橢圓幾何)。
這第五公理的三個(gè)版本不能說都錯(cuò)或者都對,只是需要一定條件。如果(曲面的)曲率=0,原公理成立;曲率<0,雙曲幾何的平行公理成立;曲率>0,橢圓幾何的平行公理成立。
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