- •Основи математики
- •1 Теоретичні питання основ математики
- •Тема 1. Загальні питання аксіоматики
- •1. Предмет основ геометрії. Історична довідка. Суть аксіоматичного методу.
- •2. Поняття математичної структури, аксіоматичної теорії математичної структури, ізоморфізму математичних структур. Поняття моделі (інтерпретації) системи аксіом.
- •3. Вимоги до системи аксіом.
- •4. Огляд системи аксіом Вейля. Доведення несуперечливості системи аксіом Вейля евклідової геометрії.
- •5. Доведення повноти системи Вейля.
- •Тема 2. Аксіоматичні теорії натуральних, цілих і раціональних чисел.
- •2. Аксіоматичне означення цілих чисел. Множина цілих чисел як розширення множини натуральних чисел.
- •3. Аксіоматичне означення раціональних чисел. Множина раціональних чисел як розширення множини цілих чисел.
- •4. Означення перерізу на множині раціональних чисел. Приклади перерізів.
- •Тема 3. Огляд і порівняння різних аксіоматичних теорій дійсних чисел.
- •1. Огляд побудов теорії дійсного числа.
- •2. Побудова теорії дійсного числа за Дедекіндом.
- •3. Роль аксіоми неперервності в побудові математичного аналізу.
- •Тема 4. Сучасні аксіоматичні теорії евклідової геометрії.
- •1. Побудова аксіоматичної теорії Вейля.
- •2. Побудова евклідової геометрії на базі системи аксіом Гільберта.
- •3. Доведення несуперечливості системи аксіом Гільберта. Арифметична модель.
- •Тема 5. Геометрія Лобачевського
- •1. Відкриття Лобачевського. Неевклідова геометрія.
- •2. Аксіоматична теорія геометрії Лобачевського.
- •3. Дослідження системи аксіом планіметрії Лобачевського. Інтерпретації Пуанкаре.
- •Тема 6. Інші неевклідові геометрії.
- •1. Елементи сферичної геометрії. Точки і прямі в сферичній геометрії. Відстань між точками і кут між прямими.
- •2. Сферичні двокутники та трикутники. Сферичний надлишок. Сферична тригонометрія.
- •3. Аксіоматична теорія псевдоевклідової геометрії. Класифікація прямих і площин псевдоевклідового простору. Основні координатні формули.
- •4. Сфери псевдоевклідового простору. Сферична тригонометрія.
- •5. Інтерпретація планіметрії Лобачевського на сфері уявного радіусу псевдоевклідового простору. Евклідова геометрія як граничний випадок геометрії Лобачевського
- •2 Зміст практичних занять
- •Тема 1: Загальні питання аксіоматики. Вимоги до системи аксіом.
- •Тема 2: Аксіоматичні теорії натуральних, цілих, раціональних та дійсних чисел
- •Тема 3: Системи аксіом евклідової геометрії. Еквівалентність систем аксіом Вейля та Гільберта
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •Тема 4: Наслідки з аксіом перших трьох груп аксіоматики Гільберта. Співвідношення між кутами і сторонами трикутника. Логічний аналіз математичних тверджень.
- •Тема 5: Абсолютна геометрія. Доведення тверджень абсолютної геометрії про суму кутів трикутника. Еквіваленти аксіом неперервності. Чотирикутник Саккері
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •Тема 6: Наслідки з аксіоми паралельності. Еквіваленти п’ятого постулату.
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •Тема 7: Планіметрія Лобачевського.
- •Задачі для самостійного розв’язання.
- •3 Зміст самостійної роботи
- •1. Континуум-гіпотеза
- •2. Підготуватися до обговорення статі «Редукция аксиом линейного пространства» [19]. Дати відповіді на такі запитання:
- •4. Площі та об’єми. Третя проблема Гільберта.
- •5. Розбити наступні теореми на три групи: теореми абсолютної геометрії, наслідки аксіоми паралельності Евкліда, наслідки аксіоми паралельності Лобачевського.
- •6. Підготувати доповідь за темою:
- •7. Впорядкованість на множині дійсних чисел
- •8. Ознайомитись із доведенням незалежності аксіоми індукції системи аксіом множини натуральних чисел [14].
- •9. Побудувати ізоморфне відображення моделі Пуанкаре геометрії Лобачевського на евклідовій півплощині на модель геометрії Лобачевського в одиничному крузі. Індивідуальне завдання
- •1. Користуючись системою аксіом Вейля планіметрії Евкліда довести, що:
- •2. Довести, що п'ятий постулат Евкліда еквівалентний твердженню
- •3. Довести справедливість тверджень в геометрії Лобачевского
- •Підсумковий тест
- •Література
- •Питання до заліку
- •II. Аксіоми порядку
- •III. Аксіоми конгруентності
- •2. Аксіоми порядку:
- •3. Аксіоми руху:
- •4. Аксіома неперервності:
- •5. Аксіома паралельності:
- •2. Аксіоми множення.
- •Основи математики
II. Аксіоми порядку
2.1. Якщо
– три точки однієї прямої і точка
лежить між точками
,
то: а) точки
різні, б) точка
лежить між точками
.
2.2. Для будь-яких двох точок прямої існує точка цієї прямої така, що точка лежить між точками .
2.3. Для трьох різних точок прямої не більше однієї з них лежить між двома іншими.
2.4.
(Аксіома Паша). Нехай задано трикутник
і в його площині пряма
,
що не проходить ні через одну з точок
.
Якщо пряма
перетинає одну сторону
трикутника, то вона перетинає також або
другу сторону
або третю сторону
.
III. Аксіоми конгруентності
3.1. Якщо
,
- дві точки на прямій
і
– точка на тій же прямій або на іншій
прямій
,
то завжди можна знайти на заданій
півпрямій прямої
з початком
одну і тільки одну точку
таку, що відрізок
конгруентний відрізку
(
).
Для кожного відрізка
має місце конгруентність
.
3.2. Якщо
,
,
то
.
3.3. Нехай
і
– два відрізка на прямій
без спільних внутрішніх точок, і нехай
і
– два відрізка на тій же або інший прямий
,
що також не мають спільних внутрішніх
точок. Якщо
і
,
то
.
3.4. Нехай
дано
на площині
,
пряма
на цій же або іншій площині
і одна з двох півплощин відносно прямої
.
Нехай
- промінь прямої
,
що виходить з точки
.
Тоді на площині
існує один і тільки один промінь
такий, що
і при цьому всі внутрішні точки
лежать в вибраній півплощині відносно
.
Якщо
,
то
.
Потрібно також, щоб
і
.
3.5. Нехай
– три точки, що не лежать на одній прямій,
і
теж три точки, що не лежать на одній
прямій. Якщо при цьому
,
і
,
тоді
.
IV. Аксіоми неперервності
4.1.
(Аксіома Архімеда). Нехай дано два
довільних відрізка
і
.
Існує таке натуральне
,
що
.
4.2. (Аксіома Кантора). Нехай на прямій задано послідовність відрізків, які відповідають двом вимогам: 1) кожен наступний відрізок вкладений у попередній; 2) не існує відрізка, що належить усім відрізкам послідовності. Тоді існує точка, що належить кожному з відрізків послідовності.
V. Аксіома паралельності
Через будь-яку точку, яка не належить даній прямій, в площині, що визначається ними, можна провести не більше однієї прямої, що не перетинає дану пряму.
|
|
Додаток В
Система аксіом Погорєлова евклідового простору Основні об'єкти: точка, пряма, площина
1. Аксіоми зв'язку:
1) Які б не були дві точки і , існує пряма , що проходить через точку і точку .
2) Які б не були дві точки і , існує не більше однієї прямої, яка проходить через ці точки.
3) На кожній прямій лежать, принаймні, дві точки. Існують три точки, що не лежать на одній прямій.
4) Які б не були три точки , існує площина , що проходить через кожну з цих точок.. На кожній площині лежить хоча б одна точка.
5) Які б не були три точки , що не лежать на одній прямій, існує не більше однієї площини, що проходить через кожну з цих точок.
6) Якщо дві точки і прямої лежать в площині , то пряма лежить на площині.
7) Якщо
дві площини
і
мають одну спільну точку
(точку, що лежить на кожній з цих площин),
то вони мають ще принаймні одну спільну
точку
.
8) Існують, принаймні, чотири точки не лежать в одній площині.
