網(wǎng)站首頁百科全書 >正文
三角形的內(nèi)角和是多少度(三角形內(nèi)角和一定是 180°嗎)
如果有人問你:“三角形內(nèi)角和等于多少?”你肯定會不假思索地告訴他:“180°!”
假如那個人說不是180°,那么你可能會認為他無知。
其實,“三角形內(nèi)角和等于180°”只是歐幾里得幾何學(Euclid Geometry)中的一個定理。也就是說,在歐幾里得幾何學里,一個三角形的內(nèi)角和等于 180°,但如果跳出歐幾里得幾何學的范圍,一個三角形的內(nèi)角和就不一定等于 180°!
舉個栗子,地球的赤道、0 度經(jīng)線和 90 度經(jīng)線相交構(gòu)成一個“三角形”,這個“三角形”的三個角都應該是 90°,它們的和就是270°!
你感到奇怪嗎?你知道除了歐幾里得幾何(歐氏幾何)學外,還有其他幾何學嗎?這些幾何學稱為非歐(歐幾里得)幾何學。
歐式幾何
想要探索非歐幾何,先要了解歐式幾何。歐幾里得幾何指按照古希臘數(shù)學家歐幾里得的《幾何原本》構(gòu)造的幾何學。有時單指平面上的幾何,即平面幾何。數(shù)學老師課堂上教授的就是歐式幾何。它有以下幾條簡單的公理:
任意兩個點可以通過一條直線連接。
任意線段能無限延長成一條直線。
給定任意線段,可以以其一個端點作為圓心,該線段作為半徑作一個圓。
所有直角都全等。
若兩條直線都與第三條直線相交,并且在同一邊的內(nèi)角之和小于兩個直角和,則這兩條直線在這一邊必定相交。
這五條“顯然”的公理是平面幾何的基石,我們也是仰仗這些公理干掉了一道道幾何題目。但機智的你有沒有發(fā)現(xiàn)第五公設(平行公設)和前面的四個公設比較起來,文字敘述冗長,而且不那么顯而易見,有違數(shù)學的簡潔美感呢?
在《幾何原本》中,證明前28個命題并沒有用到這個公設,這很自然引起人們考慮:這條啰哩八嗦的公設是否可由其他的公理和公設推出,也就是說,平行公設可能是多余的。
羅氏幾何的誕生
因此,一些數(shù)學家提出,第五公設能不能不作為公設,而作為定理?能不能依靠前四個公設來證明第五公設?這就是幾何發(fā)展史上最著名的,爭論了長達2000多年的關(guān)于“平行線理論”的討論。
由于證明第五公設的問題始終得不到解決,人們逐漸懷疑證明的路子走得不對。第五公設到底能不能被證明?
到了十八世紀,俄國喀山大學教授羅巴切夫斯基( Lobachevsky)在證明第五公設的過程中走了另一條路。羅巴切夫斯基的爸爸“老羅”也一生致力于研究第五公設的證明,但并沒有什么成果,老羅曾告誡自己的兒子“小羅”:“你不要搞第五公理了,我都研究一輩子了,都沒搞出來,這簡直是數(shù)學家的噩夢?!?/p>
然而小羅并沒有聽從老爸的建議。他提出了一個和歐氏平行公理相矛盾的命題“過直線外一點,至少可以作兩條直線和已知直線不相交”,用它來代替第五公設,然后與歐氏幾何的前四個公設結(jié)合成一個公理系統(tǒng),展開一系列的推理。他認為如果這個系統(tǒng)為基礎的推理中出現(xiàn)矛盾,就等于證明了第五公設。我們知道,這其實就是數(shù)學中的反證法。
羅氏幾何符合雙曲面模型
但是,在他極為細致深入的推理過程中,得出了一個又一個在直覺上匪夷所思,但在邏輯上毫無矛盾的命題。最后,羅巴切夫斯基得出兩個重要的結(jié)論:
第一,第五公設不能被證明。
第二,在新的公理系統(tǒng)里展開的一連串推理,得到了一系列在邏輯上沒有矛盾的新的定理,并形成了新的理論體系。這個理論體系像歐氏幾何學的理論體系一樣是完備的、嚴密的。
左:歐式幾何 右:羅氏幾何
這種幾何學被稱為羅巴切夫斯基幾何學,簡稱羅氏幾何學(Lobachevskian geometry),也是我們最早發(fā)現(xiàn)的非歐幾何學。
羅氏幾何學的公理系統(tǒng)和歐氏幾何學不同的地方,僅僅是把歐氏幾何學平行公理“過直線外一點,能并且只能作一條直線平行于已知直線”用“過直線外一點,至少可以作兩條直線和這條直線平行”來代替,其他公理基本相同。由于平行公理不同,經(jīng)過演繹推理卻引出了一連串和歐氏幾何學內(nèi)容不同的新命題。
機智的你可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn),上面這些命題和我們的直覺是矛盾的。但是,數(shù)學家們經(jīng)過思考提出,可以用我們習慣的辦法作一個直觀“模型”來證實它的正確性。
擬球曲面
1868 年,意大利數(shù)學家貝特拉米發(fā)表了一篇著名論文《非歐幾何解釋的嘗試》,證明非歐幾何學可以在歐幾里得空間的曲面(例如擬球曲面)上實現(xiàn)。他發(fā)現(xiàn)這里三角形的三個內(nèi)角之和小于180°,這相當于給羅氏幾何找到了一種有實際意義的模型。
那個時代被譽為“數(shù)學王子”的高斯也發(fā)現(xiàn)了第五公設不能被證明,同時也涉足了非歐幾何學的研究。但高斯害怕這種理論會遭到當時教會力量的打擊和迫害,不敢公開發(fā)表自己的研究成果,只是在書信中向朋友表示了自己的看法,并沒有公開支持羅巴切夫斯基的新理論。
黎曼幾何學
那么既然我們能把第五公里改成“過一點,有多條直線與已知直線平行”,是不是也可以改成“過一點,沒有直線與已知直線平行”呢?
于是,有個叫黎曼的聰明人,結(jié)合歐式幾何的前四條公里加上“過一點,沒有直線與已知直線平行”創(chuàng)建了自己的幾何——黎曼幾何。比如,在一個球面上,過直線外一點所畫的直線一定與已知直線相交。所以黎曼幾何又稱橢球幾何。
##可能會有人說地球儀上的緯線是平行的呀?!但是注意曲率展開后的緯線是彎的,緯線上任意兩點最短連線不是緯線本身,當然赤道除外。球面上的直線只有大圓。##
在航海學上黎曼幾何也得到了廣泛應用。地球本身就是曲面的,如果使用歐式幾何,只會得到錯誤的結(jié)論。
Credit:B站 肉兔君
近代黎曼幾何學在廣義相對論里得到了重要的應用。物理學家愛因斯坦的廣義相對論中的空間幾何就是黎曼幾何。在廣義相對論里,愛因斯坦放棄了關(guān)于時空均勻性的觀念,他認為時空是彎曲的,這恰恰是和黎曼幾何學的背景相似。正因為如此愛因斯坦在看到了羅巴切夫斯基和黎曼的發(fā)現(xiàn)之后,才會欣喜若狂,他終于找到了一種可以解釋相對論的數(shù)學工具了。
版權(quán)說明:本文由用戶上傳,如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除!
- 上一篇:survive什么意思(survive 幸免)
- 下一篇:最后一頁
猜你喜歡:
- 2022-06-25survive什么意思(survive 幸免)
- 2022-06-250是不是有理數(shù)(為什么要叫有理數(shù))
- 2022-06-25愛屋及烏什么意思(愛屋及烏的諺語)
- 2022-06-25三角函數(shù)值表(0到360度三角函數(shù)值表)
- 2022-06-25快手怎么發(fā)說說(手機軟件快手怎么發(fā)說說)
- 2022-06-25主要社會關(guān)系(家庭主要成員)
- 2022-06-25南美國家(南美洲有哪些國家)
最新文章:
- 2022-06-25survive什么意思(survive 幸免)
- 2022-06-250是不是有理數(shù)(為什么要叫有理數(shù))
- 2022-06-25愛屋及烏什么意思(愛屋及烏的諺語)
- 2022-06-25孔子東游去干什么(孔子東游的游是什么意思)
- 2022-06-25三角函數(shù)值表(0到360度三角函數(shù)值表)
- 2022-06-25快手怎么發(fā)說說(手機軟件快手怎么發(fā)說說)
- 2022-06-25主要社會關(guān)系(家庭主要成員)
- 2022-06-25南美國家(南美洲有哪些國家)
- 2022-06-25飯圈女孩(真實的飯圈女孩)
- 2022-06-25reader是什么意思中文(秦牛正威為什么被叫reader)
- 2022-06-25胸圍怎么算(測胸圍的正確方法)
- 2022-06-25coat是什么意思(區(qū)別辨析clothes clothing coat dress garment)
- 2022-06-25自負是什么意思(你自負嗎)
- 2022-06-25雁門關(guān)在哪(山西雁門關(guān))
- 2022-06-25回車鍵是哪個(為什么叫作回車)
- 熱點推薦
- 熱評文章
- 隨機文章
- 歌手李代沫的歌曲(我的歌聲里 李代沫2012年發(fā)行的專輯)
- 油的密度大還是水的密度大(油的密度)
- 離婚一定要出撫養(yǎng)費嗎(離婚一定要給撫養(yǎng)費嗎)
- 房屋漏水糾紛處理(小區(qū)房屋漏水糾紛怎樣解決)
- 簽了房屋贈與協(xié)議,還能反悔嗎?(已經(jīng)承諾贈與的房子可以反悔嗎)
- 可以直接申請財產(chǎn)保全嗎(怎么能申請財產(chǎn)保全)
- 房產(chǎn)做遺囑公證需要什么手續(xù)(怎樣辦理房產(chǎn)遺囑公證怎么進行公證)
- 合同無效損失如何承擔?(無效合同雙方的損失應該誰來承擔)
- 無權(quán)代理合同有什么后果(無權(quán)代理合同有無效力)
- 無權(quán)代理簽訂合同的法律后果(無權(quán)代理簽合同有效嗎)