Признаки, свойства и определения. Видеоурок. Геометрия 7 Класс

В процессе изучения геометрии сталкиваешься с множеством теоретических фактов, и эти факты приходится применять при решении задач. Ученики часто путают признаки и свойства, признаки и определения, сегодня мы научимся их различать.

Определение – это первичное описание объекта.

Примеры определений

Смежные углы – это такие углы, которые дополняют друг друга на 180⁰.

Треугольник называется равнобедренным, если две его стороны равны.

Также встречаются и такие варианты этого определения:

Равнобедренный треугольник – это треугольник, в котором две стороны равны между собой.

Равнобедренным называется треугольник, у которого две стороны равны.

Треугольник, у которого две стороны равны, называют равнобедренным.

Ключевые слова: это, называют.

У свойства особенность в том, что объект уже дан (например, мы его видим), его не нужно описывать, а нужно указать его свойства на основе увиденного.

Например «стол», его определение – предмет мебели в виде широкой горизонтальной пластины на опорах, ножках. А, видя его, можно указать на его свойства (рис. 1): он имеет четыре ножки, прямоугольной формы и т. д. На рисунке 2 изображен также стол по определению, но свойства у него немного другие: круглая форма, цилиндрические ножки и т. д.

Рис. 1. Стол

Рис. 2. Стол

Свойства равнобедренного треугольника

Рис. 3. Равнобедренный треугольник

Мы знаем, что этот треугольник равнобедренный, исходя из рисунка 3, указываем на его свойства: в равнобедренном треугольнике углы при основании равны, высота, проведенная к основанию, совпадает с медианой и биссектрисой.

Определение и свойство прямоугольника

Рис. 4. Прямоугольник

Определение: прямоугольник – это четырехугольник, у которого все углы прямые.

А когда прямоугольник дан (рис. 4), мы можем указать свойство – у прямоугольника диагонали равны.

 

Признак отличается от свойства тем, что в свойстве фигура дана и мы говорим о ней, а в признаке нам не дана фигура и мы ее распознаем.

Например: 

Известен признак животного – хобот. Можно предположить, что это слон.

А если известно, что животное – слон, то свойством его будет наличие хобота. Так же и в геометрии.

Свойства и признак равнобедренного треугольника

Рис. 5. Равнобедренный треугольник

Свойство: в равнобедренном треугольнике углы при основании равны. В этом случае дан треугольник (рис. 5).

Признак: если в треугольнике углы при основании равны, то этот треугольник равнобедренный. В этом случае мы не знаем, что этот треугольник равнобедренный, но, зная, что углы при основании равны, делаем вывод, что треугольник равнобедренный.

В свойстве объект уже дан и мы определяем его характеристики, в признаке мы пытаемся определить объект с помощью каких-то характеристик, а определение дает первичное понимание, что это за объект.

 

Свойство: у слона есть хобот.

Признак: если у животного есть хобот, то это слон.

Признак: если в треугольнике углы при основании равны, то треугольник равнобедренный.

Свойство: в равнобедренном треугольнике углы при основании равны.

Свойство: если треугольник равнобедренный, то высота, проведенная к основанию, совпадает с медианой и биссектрисой.

Признак: если в треугольнике высота совпала с медианой, то треугольник равнобедренный.

Не всегда пары признак-свойство выполняются на практике.

Рассмотрим это на геометрическом примере.

Рис. 6. Иллюстрация к примеру

Свойство: смежные углы в сумме дают 180⁰

Аналогичный признак: если углы в сумме дают 180⁰ , то они смежные. Это не верно! Можно доказать отложив в разных местах углы как на рисунке 7. Эти углы не будут смежными.

Рис. 7. Иллюстрация к примеру

Следует помнить, что свойства и признаки не всегда идут парами.

Рис. 8. Иллюстрация к примеру

Вопрос: почему в равнобедренном треугольнике две стороны равны между собой (рис. 8)?

Ответ: по определению.

Вопрос: почему в равнобедренном треугольнике углы при основании равны?

Ответ: по свойству. Потому что мы знаем, что это за треугольник.

Вопрос: почему если в треугольнике углы при основании равны, то этот треугольник равнобедренный?

Ответ: по признаку. В данном случае не дано, что треугольник равнобедренный.

Сегодня на уроке мы разобрали разницу между определениями, признаками и свойствами. Вспомним. Определение – это первичное понимание того, что за объект перед нами. Свойство – это когда дан объект и мы его изучаем. Признак состоит в том, что объект не дан и мы пытаемся его выделить из общей массы.

 

Список литературы

1. Александров  А.Д., Вернер А.Л., Рыжик В.И. и др. Геометрия 7. – М.: Просвещение.
2. Атанасян Л.С., Бутузов В.Ф., Кадомцев С.Б. и др. Геометрия 7. – 5-е изд. – М.: Просвещение.
3. Бутузов В.Ф., Кадомцев С.Б., Прасолова В.В. Геометрия 7 / В.Ф. Бутузов, С.Б. Кадомцев, В.В. Прасолова, под ред. Садовничего В.А.  – М.: Просвещение, 2010.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Slovo.ws (Источник).
2. Festival.1september.ru (Источник).

 

Домашнее задание

1. Определите четырехугольник по признаку. Его диагонали пересекаются под прямым углом и делятся точкой пересечения пополам.
2. Какие признаки параллелограмма указывают на то, что он является прямоугольником?
3. Изучите определения, свойства и признаки таких геометрически фигур как равнобокая трапеция, прямоугольник, ромб, параллелограмм.

interneturok.ru

Урок 1: Что такое геометрия?

План урока:

Знакомство с геометрией

Основные понятия геометрии

Сравнение отрезков и углов

Виды углов

Перпендикулярные и параллельные прямые

Интересные сведения о геометрии

 

Знакомство с геометрией

Вот и настал момент прощания с математикой, сопровождающей нас на протяжении долгих шести лет школьной жизни. Но огорчаться не нужно, на смену привычной математике приходят занимательные и интересные разделы этой науки – алгебра и геометрия.

Давайте разберемся, что же такое геометрия, для чего она нужна, где её используют?

В дословном переводе с греческого, геометрия означает землемерие:

 

Более точное определение утверждает, что наука об отношениях плоскостей, пространств и изучении форм называется геометрией.

Постоянно сталкиваясь с геометрией не придаем этому большого значения. Она всегда рядом, она живет с нами. Оглянитесь вокруг – потолок, стены, мебель, бытовая техника отображают геометрические фигуры, созданные с учетом геометрических знаний. Выйдя на улицу, посмотрите по сторонам – стволы деревьев и стебли растений имеют цилиндрическую форму, кроны деревьев — форму конусов, овалов, треугольников, лепестки цветов — форму круга или овала. Любая профессия (хирург, строитель, водитель, учитель, повар) имеет связь с основами геометрии. Повсюду нас окружают геометрические элементы. Эта наука плотно вошла в нашу жизнь, и является её неотъемлемой частью.

Геометрия содержит ряд основных понятий, необходимых для дальнейшего изучения и применения на практике геометрических знаний. Давайте познакомимся с ними поближе.

 

Основные понятия геометрии

Понятие точки

Фигура, которую невозможно измерить, а для вычислений используется только место её расположения, называется точкой. Такие фигуры обозначают цифрами и буквами латиницы. Если точек много, то обозначения должны быть разными.

Точка — это абстрактный объект, который не имеет измерительных характеристик: ни высоты, ни длины, ни радиуса. В рамках задачи важно только его местоположение

Точка обозначается цифрой или заглавной (большой) латинской буквой. Несколько точек — разными цифрами или разными буквами, чтобы их можно было различать

Читается: точка A, точка B, точка C

 

Понятие линии

Линия представляет собой массу точек. Линии принято обозначать строчными буквами латиницы.

Например:

Линии бывают:

1. Прямые

 

2. Ломаные

 

3. Кривые

 

Часто в геометрии используются прямые линии. Давайте подробнее с ними познакомимся.

По определению, бесконечная линия, не имеющая ограничений, называется прямой. Обозначается маленькими и большими (выбирая 2 любые точки) буквами латиницы.

Например:

Читается: прямая а, прямая AD

 

Любые две точки на прямой ограничивают геометрическую фигуру – отрезок. Эти точки называются началом и концом отрезка. Фигура обозначается большими буквами латиницы.

Например:                                                                                                               

Читается: отрезок КВ, отрезок АС

 

Наличие точек дает возможность измерить длину. Длиной отрезка принято считать расстояние между точками, обозначающими начало и конец.

Например:

Расстояние между точками А, В равняется 7 сантиметрам. Считается, что отрезок АВ по длине соответствует 7 сантиметрам.

Записывается следующим образом: АВ=7см

 

Понятие луча

Рассматривая понятие луч, делаем вывод, что любая точка, лежащая на прямой, делит её на лучи. Сама точка называется началом лучей. Обозначаются большими буквами латиницы.

Например:

Читается: точка В разделяет прямую а на два луча

 

Чтобы определить нужный луч, на прямую необходимо нанести дополнительные точки.

Например:

Читается: точка А делит прямую с на два луча: луч А, луч АВ

 

Необходимо учитывать, что при записи обозначения луча на первом месте должна находиться буква, обозначающая начало луча.

 

Понятие угла

Геометрическая фигура, состоящая из точки и выходящих из неё двух лучей, называется углом. Лучи называют сторонами угла, а точку – вершиной угла.

Обозначается угол специальным знаком∠, также заглавными буквами латиницы, прописными греческими, цифрами.

Например

      

Записывается и читается: ∠ВАС (название вершины угла, обязательно записывается в середине) – угол ВАС, ∠β – угол бета

Для определения меры углов используется единица измерения – градус. Полный оборот луча вокруг своего начала составляет 360˚, значит, 1 градус равен 1/360. Для обозначения градуса существует специальный символ ˚.

 

Сравнение отрезков и углов

В этом разделе, как и во всех разделах математики, существует понятие сравнения. Две фигуры с идентичными размерами и формой называются равными. Самым простым методом нахождения равенства геометрических фигур является способ наложения. Рассмотрим этот метод сравнения поподробнее.

Правило определения равенства геометрических фигур методом совмещения имеет следующую формулировку: геометрические фигуры, полностью совмещенные наложением друг на друга, считаются равными.

Сравнение отрезков.

Для сравнения отрезков методом совмещения, необходимо начало отрезка наложить на начало другого отрезка, если при этом совпадут и концы, то тогда отрезки считаются равными.

Например:

На рисунке видно, что начало отрезка АВ совпадает с началом отрезка СМ, при этом совпадают и концы отрезков. Такие отрезки считаются равными АВ=СМ.

В случае, когда концы отрезков не совпадают, считается, что один отрезок больше другого.

Например

При наложении отрезка СР на отрезок ВК совпадают только начала отрезков. В таком случае отрезок ВК больше, чем отрезок СР.

Записывается в таком виде: ВК>СР или СР<ВК.

Важно помнить, что каждый отрезок имеет точку, делящую его на две равные части и называющуюся серединой отрезка.

Например:

Точка В является серединой отрезка АС, поэтому АВ=ВС

А как же метод наложения используется при сравнении углов? Все очень просто!

В случае с углами достаточно наложить вершины углов и любую из сторон, если при этом получается наложенным весь угол, то такие углы называют равными.

При наложении угла 2 на угол 1 на первом рисунке, совпадают вершины, стороны угла, такие углы называют равными.

Записывается в таком виде: ∠1=∠2.

В случае, когда стороны не совпадают, один угол считается больше второго, ∠2>∠1 или∠1<∠2

На втором рисунке видно, что вершина и сторона угла совпадают при наложении, а вторые стороны угла не совпадают. Тогда считается, что угол 2 больше, чем угол1.

Записывается в таком виде:∠2>∠1

 

Виды углов

С углами, отрезками и методом сравнения без использования вычислений мы познакомились. Теперь давайте узнаем, какие бывают виды углов в зависимости от градусной меры.

• Острый. Градусная мера <90 ˚

 

• Прямой. Градусная мера =90 ˚

 

• Тупой. Градусная мера >90 ˚

 

• Развернутый. Градусная мера =180 ˚. Развернутый угол, состоит из двух прямых углов.

 

Когда углы дополняют один другого, то они могут быть смежными углами и вертикальными углами.

Смежные углы – углы, у которых есть общая сторона, а из оставшихся сторон получается прямая линия.

Например:

Углы ∠ АСР и ∠РСВ являются смежными, так как сторона СР одна на двоих, а из сторон АС, СВ получается прямая линия. Сумма смежных углов равна 180 ˚.

Если стороны углов продолжают друг друга, составляя при этом прямые линии,то эти углы вертикальные.

Например:

Лучи углов 1 и 2 составляют прямые, поэтому они являются вертикальными, как и углы 3, 4.

Помните! Всегда вертикальные углы равны между собой: ∠1=∠2, ∠3=∠4.

Зная, что такое угол, из каких фигур он состоит,сделаем предположение, что из вершины угла можно провести большое количество лучей, но только один луч обладает интересным свойством – делит угол на два одинаковых угла и называется биссектрисой.

Делаем вывод, что биссектриса – луч, выходящий из вершины угла и делящий его ровно пополам. Основным свойством такого луча является равноудаленность от сторон угла всех точек, лежащих на нем.

Например:

Рассмотрим развернутый угол АСВ. Из вершины С проведем луч СМ, делящий его на два одинаковых угла – это и будет биссектриса. Каждая точка, лежащая на биссектрисе, находится на равном расстоянии от сторон угла.

 

Перпендикулярные и параллельные прямые

И наконец, узнаем про перпендикулярные и параллельные прямые.

Важно помнить, что прямые либо пересекаются в одной общей точке, либо не пересекаются вообще.

Когда прямые при пересечении образуют угол 90˚ их называют перпендикулярными прямыми.

Например:

 

Записывают: а⊥b

Если прямые никогда не пересекаются на плоскости, то их называют параллельными.

Например:

Прямые а, b – параллельны. Записывается: а||b

 

Интересные сведения о геометрии

• Египет стал родиной геометрии 4000 лет назад. Геродот, живший 2500 лет назад, в своих трудах указывал, что при дворе царя находились специальные люди, называющиеся геометрами. В их обязанности входило измерение земель жителей для дальнейшего начисления налога. Река Нил постоянно заливала земельные наделы, а для правильного расчета налога нужно использовать точные размеры участка. Поэтому геометры были востребованными и уважаемыми людьми.
• Для древних людей большое значение имела форма окружающих вещей. Благодаря различиям форм и цвета люди отличали вкусные дары природы от невкусных (грибы, ягоды, корневища), хорошую древесину для изготовления различных изделий от непригодной и так во всех сферах жизни. Редким лакомством были кокосы, которые имели форму шара. Кристаллы соли представляли в виде куба. Так ежедневно, в домашних хлопотах, человечество постигало науку геометрию.
• Имеется научное подтверждение, что двести тысяч лет назад уже использовались предметы различных форм, напоминающие геометрические фигуры. Названий фигур люди не знали, использовали сравнительные характеристики: такая, как солнце, такое, как ягода.                           
• При строительстве первых деревянных домов древние люди стали все глубже разбираться в геометрии: как сделать ровные и одинаковые стены, крышу правильной формы, необходимые размеры, формы строительного материала. Бессознательно население изучало геометрию: женская часть кроила и шила носильные вещи, мужчины изготавливали копья, бумеранги сложных геометрических форм.

 
(источник)

 

100urokov.ru

Геометрия — Википедия. Что такое Геометрия

Геоме́трия (от др.-греч. γεωμετρία, от γῆ — земля и μετρέω — измеряю) — раздел математики, изучающий пространственные структуры и отношения, а также их обобщения^[1].

Геометрия как систематическая наука появилась в Древней Греции, её аксиоматические построения описаны в «Началах» Евклида. Евклидова геометрия занималась изучением простейших фигур на плоскости и в пространстве, вычислением их площади и объёма. Предложенный Декартом в 1637 году координатный метод лёг в основу аналитической и дифференциальной геометрии, а задачи, связанные с черчением, привели к созданию начертательной и проективной геометрии. При этом все построения оставались в рамках аксиоматического подхода Евклида. Коренные изменения связаны с работами Лобачевского в 1829 году, который отказался от аксиомы параллельности и создал новую неевклидову геометрию, определив таким образом путь дальнейшего развития науки и создания новых теорий.

Классификация геометрии, предложенная Клейном в «Эрлангенской программе» в 1872 году и содержащая в своей основе инвариантность геометрических объектов относительно различных групп преобразований, сохраняется до сих пор.

Предмет геометрии

Геометрия занимается взаимным расположением тел, которое выражается в прикосновении или прилегании друг к другу, расположением «между», «внутри» и так далее; величиной тел, то есть понятиями о равенстве тел, «больше» или «меньше»; а также преобразованиями тел. Геометрическое тело представляет собой абстракцию ещё со времён Евклида, который полагал, что «линия есть длина без ширины», «поверхность есть то, что имеет длину и ширину». Точка представляет собой абстракцию, связанную с неограниченным уменьшением всех размеров тела, или пределом бесконечного деления. Расположение, размеры и преобразования геометрических фигур определяются пространственными отношениями^[2].

Исследуя реальные предметы, геометрия рассматривает только их форму и взаимное расположение, отвлекаясь от других свойств предметов, таких как плотность, вес, цвет. Это позволяет перейти от пространственных отношений между реальными объектами к любым отношениям и формам, возникающим при рассмотрении однородных объектов, и сходным с пространственными. В частности, геометрия позволяет рассматривать расстояния между функциями^[1].

Классификация

Классификацию различных разделов геометрии предложил Феликс Клейн в своей «Эрлангенской программе» (1872). Согласно Клейну, каждый раздел изучает те свойства геометрических объектов, которые сохраняются (инвариантны) при действии некоторой группы преобразований, специфичной для каждого раздела. В соответствии с этой классификацией, в классической геометрии можно выделить следующие основные разделы.

• Евклидова геометрия, в которой предполагается, что размеры отрезков и углов при перемещении фигур на плоскости не меняются. Другими словами, это теория тех свойств фигур, которые сохраняются при их переносе, вращении и отражении.
  • Планиметрия — раздел евклидовой геометрии, исследующий фигуры на плоскости.
  • Стереометрия — раздел евклидовой геометрии, в котором изучаются фигуры в пространстве.
• Проективная геометрия, изучающую проективные свойства фигур, то есть свойства, сохраняющиеся при их проективных преобразованиях.
• Аффинная геометрия, изучающая свойства фигур, сохраняющиеся при аффинных преобразованиях.
• Начертательная геометрия — инженерная дисциплина, в основе которой лежит метод проекций. Этот метод использует две и более проекций (ортогональных или косоугольных), что позволяет представить трехмерный объект на плоскости.

Сферический треугольник

Современная геометрия включает в себя следующие дополнительные разделы.

По используемым методам выделяют также такие инструментальные подразделы.

Аксиоматика

Аксиомы евклидовой геометрии, сформулированные в III—IV веке до н. э., составляли основу геометрии до второй половины XIX века, так как хорошо описывали физическое пространство и отождествлялись с ним^[1]. Пяти постулатов Евклида было недостаточно для полного описания геометрии и в 1899 году Гильберт предложил свою систему аксиом. Гильберт разделил аксиомы на несколько групп: аксиомы принадлежности, конгруэнтности, непрерывности (в том числе аксиома Архимеда), полноты и параллельности. Позднее Шур заменил аксиомы конгруэнтности аксиомами движения, а вместо аксиомы полноты стали использовать аксиому Кантора. Система аксиом евклидовой геометрии позволяет доказать все известные школьные теоремы^[3].

Существуют и другие системы аксиом, в основе которых, помимо точки, прямой и плоскости, лежит не движение, а конгруэнтность, как у Гильберта, или расстояние, как у Кагана. Другая система аксиом связана с понятием вектора. Все они выводятся одна из другой, то есть аксиомы в одной системе можно доказать как теоремы в другой^[3].

Для доказательства непротиворечивости и полноты аксиом евклидовой геометрии строят её арифметическую модель и показывают, что любая модель изоморфна арифметической, а значит они изоморфны между собой^[4]. Независимость аксиом евклидовой геометрии показать сложнее из-за большого количества аксиом. Аксиома параллельности не зависит от других, так как на противоположном утверждении строится геометрия Лобачевского. Аналогично была показана независимость аксиомы Архимеда (в качестве координат вместо тройки вещественных чисел используется тройка комплексных чисел), аксиомы Кантора (в качестве координат вместо тройки любых вещественных чисел используются вещественные числа, построенные определённым образом), а также одной из аксиом принадлежности, которая фактически определяет размерность пространства (вместо трёхмерного пространства можно построить четырёхмерное, и любое многомерное пространство с конечным числом измерений)^[5].

Постулаты Евклида

Постулаты Евклида

Постулаты Евклида представляют собой правила построения с помощью идеального циркуля и идеальной линейки^[6]:

1. Всякие две точки можно соединить прямой линией;
2. Ограниченную прямую линию можно неограниченно продолжить;
3. Из всякого центра всяким радиусом можно описать окружность;
4. Все прямые углы равны между собой;
5. Если прямая падает на две прямые и образует внутренние односторонние углы в сумме меньше двух прямых, то при неограниченном продолжении этих двух прямых они пересекутся с той стороны, где углы меньше двух прямых.

Другая формулировка пятого постулата (аксиомы параллельности), гласит^[7]: Через точку вне прямой в их плоскости можно провести не более одной прямой, не пересекающей данную прямую.

Аксиомы евклидовой геометрии

В «Энциклопедии элементарной математики» предлагается следующая система аксиом^[3]:

• Аксиомы принадлежности:

1. Через каждые две различные точки проходит прямая и притом одна;
2. На каждой прямой имеется по крайней мере две точки;
3. Существуют три точки, не лежащие на одной прямой;
4. Через каждые три точки не лежащие на одной прямой проходит плоскость и притом только одна;
5. На каждой плоскости имеется по крайней мере одна точка;
6. Если две точки лежат на плоскости, то и проходящая через них прямая лежит на этой плоскости;
7. Если две плоскости имеют общую точку, они имеют по крайней мере ещё одну общую точку;
8. Существуют четыре точки, не лежащие на одной плоскости.
   • Аксиомы порядка:
9. Из любых трёх различных точек прямой одна и только одна лежит между двумя другими;
10. Для всяких двух точек прямой существует на этой прямой такая третья точка, что вторая точка лежит между первой и третьей;
11. Если прямая l, лежащая в плоскости ABC, не проходит ни через одну из точек A, B, C и содержит одну точку отрезка AB, то она имеет общую точку с хотя бы одним из отрезков AC, BC;
    • Аксиомы движения:
12. Всякое движение является взаимно однозначным отображением пространства на себя;
13. Пусть f — произвольное движение. Тогда, если точки A, B, C расположены на одной прямой, причём C лежит между A и B, то точки f(A), f(B), f(C) также расположены на одной прямой, причём f(C) лежит между f(A) и f(B);
14. Два движения, произведённые один за другим, равносильны некоторому одному движению;
15. Для всяких двух реперов, взятых в определённом порядке, существует одно и только одно движение, переводящее первый репер во второй;
    • Аксиомы непрерывности:
16. Аксиома Архимеда. Пусть A₀, A₁, B — три точки, лежащие на одной прямой, причём точка A₁ находится между A₀ и B. Пусть далее f — движение, переводящее точку A₀ в A₁ и луч A₀B в A₁B. Положим f(A₁)=A₂, f(A₂)=A₃, …. Тогда существует такое натуральное число n, что точка B находится на отрезке A_n-1A_n.
17. Аксиома Кантора. Пусть A₁, A₂, … и B₁, B₂, … — такие две последовательности точек, расположенных на одной прямой l, что для любого n точки A_n и B_n различны между собой и лежат на отрезке A_n-1B_n-1. Тогда на прямой l существует такая точка C, которая находится на отрезке A_nB_n при всех значениях n.
    • Аксиома параллельности:
18. Через точку A, не лежащую на прямой l, можно провести в их плоскости не более одной прямой, не пересекающей прямую l.

Если убрать из системы аксиомы 4-8, относящиеся к пространственной геометрии, то получится система аксиом евклидовой плоскости^[3].

Геометрические преобразования

Преобразованием множества называют его взаимно-однозначное отображение на себя. В таком смысле этот термин используется в геометрии, хотя иногда его используют и как синоним отображения или отображения множества в себя.

Говоря о «геометрических преобразованиях», обычно имеют в виду некоторые конкретные типы преобразований, играющие фундаментальную роль в геометрии — движения, преобразования подобия, аффинные, проективные, круговые преобразования (в последних двух случаях плоскость или пространство дополняют бесконечно удаленными точками). Эту фундаментальную роль выявил немецкий математик Феликс Клейн в своей лекции в университете г. Эрланген в 1872 г., известной как Эрлангенская программа. Согласно концепции Клейна, геометрия изучает свойства фигур, сохраняющиеся при всех преобразованиях некоторой группы преобразований. Рассматривая группы преобразований указанных выше видов, получают разные геометрии — евклидову (для преобразований подобия), аффинную и т. д.

История

Муза геометрии, Лувр

Традиционно считается, что родоначальниками геометрии как систематической науки являются древние греки, перенявшие у египтян ремесло землемерия и измерения объёмов тел и превратившие его в строгую научную дисциплину^[2]. При этом античные геометры от набора рецептов перешли к установлению общих закономерностей, составили первые систематические и доказательные труды по геометрии. Центральное место среди них занимают написанные в III веке до н. э. «Начала» Евклида. Этот труд более двух тысячелетий считался образцовым изложением в духе аксиоматического метода: все положения выводятся логическим путём из небольшого числа явно указанных и не доказываемых предположений — аксиом^[2]. Первые же доказательства геометрических утверждений появились в работах Фалеса и использовали, по всей видимости, принцип наложения, когда фигуры, равенство которых необходимо доказать, накладывались друг на друга^[8].

Геометрия греков, называемая сегодня евклидовой, или элементарной, занималась изучением простейших форм: прямых, плоскостей, отрезков, правильных многоугольников и многогранников, конических сечений, а также шаров, цилиндров, призм, пирамид и конусов. Вычислялись их площади и объёмы. Преобразования в основном ограничивались подобием. В Греции в работах Гиппарха и Менелая также появились тригонометрия и геометрия на сфере^[2].

Средние века немного дали геометрии^[1], и следующим великим событием в её истории стало открытие Декартом в XVII веке координатного метода (трактат «Геометрия», 1637). Точкам пространства сопоставляются наборы чисел, это позволяет изучать отношения между геометрическими формами методами алгебры. Так появилась аналитическая геометрия, изучающая фигуры и преобразования, которые в координатах задаются алгебраическими уравнениями. Систематическое изложение аналитической геометрии было предложено Эйлером в 1748 году. В начале XVII века Паскалем и Дезаргом начато исследование свойств плоских фигур, не меняющихся при проектировании с одной плоскости на другую. Этот раздел получил название проективной геометрии и был впервые обобщён Понселе в 1822 году. Ещё раньше, в 1799 году Монж развил начертательную геометрию, связанную напрямую с задачами черчения. Метод координат лежит в основе появившейся несколько позже дифференциальной геометрии, где фигуры и преобразования все ещё задаются в координатах, но уже произвольными достаточно гладкими функциями. Дифференциальная геометрия была систематизирована Монжем в 1795 году^[2], её развитием, в частности теорией кривых и теорией поверхностей, занимался Гаусс. На стыке геометрии, алгебры и анализа возникли векторное исчисление, тензорное исчисление, метод дифференциальных форм^[1].

В 1826 году Лобачевский, отказавшись от аксиомы параллельности Евклида построил неевклидову геометрию, названную его именем. Аксиома Лобачевского гласит, что через точку, не лежащую на прямой можно провести более одной прямой, параллельной данной. Лобачевский, используя эту аксиому вместе с другими положениями, построил новую геометрию, которая в силу отсутствия наглядности, оставалась гипотетической до 1868 года, когда было дано её полное обоснование. Лобачевский, таким образом, открыл принципы построения новых геометрических теорий и способствовал развитию аксиоматического метода^[2].

Следующим шагом явилось определение абстрактного математического пространства. Проективные, аффинные и конформные преобразования, сохраняющиеся при этом свойства фигур, привели к созданию проективной, аффинной и конформной геометрий. Переход от трёхмерного пространства к n-мерному впервые был осуществлён в работах Грассмана и Кэли в 1844 году и привёл к созданию многомерной геометрии. Другим обобщением пространства стала риманова геометрия, предложенная Риманом в 1854 году^[2]. Ф. Клейн в «Эрлангенской программе» систематизировал все виды однородных геометрий; согласно ему, геометрия изучает все те свойства фигур, которые инвариантны относительно преобразований из некоторой группы. При этом каждая группа задаёт свою геометрию. Так, изометрии (движения) задаёт евклидову геометрию, группа аффинных преобразований — аффинную геометрию.

В 70-х годах XIX века возникла теория множеств, с точки зрения которой фигура определяется как множество точек. Данный подход позволил по новому взглянуть на евклидову геометрию и проанализировать её основы, которые подверглись некоторым уточнениям в работах Гильберта^[2].

Геометрия в философии и искусстве

Со времён Древней Греции в основе геометрии лежат философские понятия. Определяя точку как «то, что не имеет частей», подход к ней отличается у Пифагора, который отождествляет точку с числовой единицей и у которого точка имеет только положение в пространстве и не имеет размера, и у Демокрита, который строя атомистическую теорию, даёт точке «сверхчувственно малый» размер. К атомистическим представлениям восходят также определения линии и поверхности, где неделимыми являются «ширина» и «глубина», соответственно^[6].

Геометрия является пятым из семи свободных искусств по уровню обучения. Ей предшествует тривиум, состоящий из Грамматики, Риторики и Диалектики, а также Арифметика — старшая наука в квадривиуме, к которому также относятся Музыка и Астрономия^[9]. Марциан Капелла в своём трактате «Свадьба Философии и Меркурия» создал визуальные образы всех семи искусств и в том числе Геометрии. Искусства олицетворяли женщины с соответствующими атрибутами, которые сопровождались известными представителями сферы. Геометрия держит в своих руках глобус и циркуль, которым она может мерить, реже угольник, линейку или компасы. Её сопровождает Евклид^[10][11].

В честь геометрии назван астероид (376) Геометрия, открытый в 1893 году.

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3 4 5} Геометрия // Математическая энциклопедия : в 5 т.. — М. : Советская Энциклопедия, 1982. — Т. 1.
2. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8} БСЭ, 1971.
3. ↑ ^{1 2 3 4} Геометрия, 1963, с. 32—41.
4. ↑ Геометрия, 1963, с. 41—44.
5. ↑ Геометрия, 1963, с. 44—48.
6. ↑ ^{1 2} Геометрия, 1963, с. 12—17.
7. ↑ Геометрия, 1963, с. 18—21.
8. ↑ Геометрия, 1963, с. 12.
9. ↑ Liberal Arts (англ.). Encyclopædia Britannica. Проверено 20 марта 2012. Архивировано 27 мая 2012 года.
10. ↑ Семь свободных искусств. Simbolarium. Проверено 20 марта 2012. Архивировано 27 мая 2012 года.
11. ↑ The Seven Liberal Arts. Catholic Encyclopedia. Проверено 20 марта 2013. Архивировано 3 апреля 2013 года.

Литература

• Комацу, Мацуо. Многообразие геометрии. — М. : Знание, 1981.
• Левитин, К. Е. Геометрическая рапсодия. — 3-е изд., перераб. и доп. — М. : ИД «Камерон», 2004. — 216 с. — ISBN 5-9594-0023-5.
• Шаль, Мишель. Исторический обзор происхождения и развития геометрических методов : в 2 т.. — М. : М. Катков, 1883.
• Граве Д. А. Геометрия // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Геометрия // Газлифт — Гоголево. — М. : Советская энциклопедия, 1971. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 6).
• История математики : в 3 т. / под ред. А. П. Юшкевича. — М. : Наука, 1970. — Т. I : С древнейших времён до начала Нового времени.
• История математики : в 3 т. / под ред. А. П. Юшкевича. — М. : Наука, 1970. — Т. II : Математика XVII столетия.
• История математики : в 3 т. / под ред. А. П. Юшкевича. — М. : Наука, 1972. — Т. III : Математика XVIII столетия.
• Математика XIX века / ред. А. Н. Колмогоров, А. П. Юшкевич. — М. : Наука, 1981. — Т. 2 : Геометрия. Теория аналитических функций.
• Энциклопедия элементарной математики / под ред. П. С. Александрова, А. И. Маркушевича и А. Я. Хинчина. — М. : Физматгиз, 1963. — Кн. 4 : Геометрия. — 568 с.
• Энциклопедия элементарной математики / под ред. П. С. Александрова, А. И. Маркушевича и А. Я. Хинчина. — М. : Наука, 1966. — Кн. 5 : Геометрия. — 624 с.

wiki.sc

Словарь геометрических понятий 7-8 класс

Геометрия,7-9 Основные определения, теоремы, формулы

7 класс Глава I Начальные геометрические сведения

Первичные понятия: точка, прямая, плоскость, пространство, отрезок, луч, угол, равные фигуры, середина отрезка, биссектриса угла, измерение отрезков, измерение углов

Отрезок-часть прямой, ограниченная двумя точками.

Луч-часть прямой,ограниченная точкой с одной стороны и неограниченная с другой стороны.

Угол-часть плоскости, ограниченная двумя лучами, выходящими из одной точки.

Равные фигуры-фигуры, которые совпадают при наложении друг на друга.

Середина отрезка-точка на отрезке, делящая его пополам.

Биссектриса угла-луч, выходящий из вершины угла и делящий его пополам.

Единицы измерения длины отрезка: миллиметры, сантиметры, дециметры, метры, километры.

Единицы измерения углов: градус, минуты, секунды.

Длина отрезка-количество единиц измерения длины, вмещающихся между двумя концами отрезка.

Градусная мера угла-количество единиц измерения углов, вмещающихся между сторонами угла.

Прямой угол-угол,градусная мера которого равна 90⁰.

Острый угол-угол,градусная мера которого меньше 90⁰.

Тупой угол-угол,градусная мера которого больше 90⁰,но меньше 180⁰.

Развёрнутый угол-угол,градусная мера которого равна 180⁰.

Смежные углы – это два угла, у которых одна сторона общая,а две других образуют прямую линию.

Свойство: сумма смежных углов равна 180⁰.

Вертикальные углы-два угла, у которых стороны одного угла являются продолжением сторон другого.

Свойство: вертикальные углы равны.

Перпендикулярные прямые-прямые, которые при пересечении образуют прямой угол.

Параллельные прямые-прямые, лежащие в одной плоскости и не имеющие общих точек.

Глава II Треугольники

Треугольник-фигура, состоящая из трёх точек, соединённых между собой отрезками.Точки-вершины треугольника, отрезки-стороны треугольника.

Периметр – сумма длин всех сторон.

Теорема(первый признак равенства треугольников): если две стороны и угол между ними одного треугольника соответственно равны двум сторонам и углу между ними другого треугольника, то такие треугольники равны.

Теорема: из точки,не лежащей на прямой, можно провести перпендикуляр к этой прямой, и притом только один.

Медиана треугольника— это отрезок, соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны.

Биссектриса треугольника— отрезок биссектрисы угла треугольника, соединяющий вершину треугольника с точкой противоположной стороны.

Высота треугольника— перпендикуляр, проведённый из вершины треугольника к прямой, содержащей противоположную сторону.

Равнобедренный треугольник-треугольник, у которого две стороны равные. Равные стороны – боковые, третья сторона – основание.

Равносторонний треугольник— треугольник, у которого все стороны равны.

Свойство:в равнобедренном треугольнике углы при основании равны.

Свойство:в равнобедренном треугольнике биссектриса, проведённая к основанию, является медианой и высотой.

Теорема(второй признак равенства треугольников): если сторона и два прилежащих к ней угла одного треугольника соответственно равны стороне и двум прилежащим к ней углам другого треугольника, то такие треугольники равны.

Теорема(третий признак равенства треугольников): если три стороны одного треугольника соответственно равны трём сторонам другого треугольника, то такие треугольники равны.

Окружность-геометрическая фигура, состоящая из всех точек плоскости, расположенных на заданном расстоянии от данной точки-центра.

Радиус окружности-отрезок,соединяющий любую точку окружности с её центром.

Хорда-отрезок, соединяющий две любые точки окружности.

Диаметр-хорда, проходящая через центр.

Дуга – часть окружности, ограниченная двумя точками.

Основные задачи на построение циркулем и линейкой:

• построение отрезка, равного данному

• построение угла, равного данному

• построение биссектрисы угла

• построение середины отрезка

• построение перпендикулярных прямых

Глава III Параллельные прямые

При пересечении двух прямых третьей прямо-секущей образуются следующие виды углов:

• накрест лежащие углы

• односторонние углы

• соответственные углы

Теорема(первый признак параллельности прямых):если при пересечении двух прямых секущей накрест лежащие углы равны, то прямые параллельны.

Теорема(второй признак параллельности прямых):если при пересечении двух прямых секущей соответственные углы равны, то прямые параллельны.

Теорема(третий признак параллельности прямых):если при пересечении двух прямых секущей сумма внутренних односторонних углов равна углы равна 180⁰, то прямые параллельны.

Аксиома: через точку, не лежащую на данной прямой, проходит только одна прямая, параллельная данной.

Теорема:если прямая пересекает одну из двух параллельных прямых, то она пересекает и другую.

Теорема:если две прямые параллельны третьей прямой, то они параллельны.

Теорема:если две параллельные прямые пересечены секущей, то накрест лежащие углы равны.

Теорема:если две параллельные прямые пересечены секущей, то соответственные углы равны.

Теорема:если две параллельные прямые пересечены секущей, то сумма внутренних односторонних углов равна 180⁰.

Глава IV Соотношения между сторонами и углами треугольника

Теорема: сумма внутренних углов треугольника равна 180⁰.

Внешний угол треугольника-угол, смежный с каким-либо внутренним углом треугольника.

Остроугольный треугольник-это треугольник, все внутренние углы которого острые.

Тупоугольный треугольник-это треугольник, у которого один из углов тупой.

Прямоугольный треугольник-это треугольник, у которого один из углов прямой.

Гипотенуза-это сторона прямоугольного треугольника, лежащая напротив прямого угла.

Катеты-это стороны прямоугольного треугольника, образующие прямой угол.

Теорема:в треугольнике против большей стороны лежит больший угол.

Теорема:в треугольнике против большего угла лежит большая сторона.

Следствие:в прямоугольном треугольнике гипотенуза всегда больше катета.

Теорема(признак равнобедренного треугольника):если в треугольнике два угла равны, то он равнобедренный.

Теорема(неравенство треугольника):каждая сторона треугольника меньше суммы двух других сторон.

Свойство:сумма двух острых углов треугольника равна 90⁰.

Свойство:катет прямоугольного треугольника, лежащий против угла в 30⁰, равен половине гипотенузы.

Свойство:если катет прямоугольного треугольника равен половине гипотенузы, то он лежит напротив угла в 30⁰.

Теорема(признак равенства прямоугольных треугольников):если катеты одного прямоугольного треугольника равны катетам другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны.

Теорема(признак равенства прямоугольных треугольников):если катет и прилежащий к нему острый угол одного прямоугольного треугольника равны катету и прилежащему к нему острому углу другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны.

Теорема(признак равенства прямоугольных треугольников):если гипотенуза и острый угол одного прямоугольного треугольника равны гипотенузе и острому углу другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны.

Теорема(признак равенства прямоугольных треугольников):если катет и гипотенуза одного прямоугольного треугольника равны катету и гипотенузе другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны.

Расстояние от точки до прямой – это длина перпендикуляра, опущенного из этой точки на прямую.

Теорема:все точки каждой из двух параллельных прямых равноудалены от другой прямой.

8 класс. Глава V Четырёхугольники

Многоугольник-фигура, состоящая из нескольких точек плоскости, поочередно соединённых между собой непересекающимися отрезками.

Диагональ-это отрезок, соединяющий две несоседних вершины многоугольника.

Выпуклый многоугольник— это многоугольник, который весь лежит по одну сторону от каждой прямой, проходящей через две его соседние вершины.

Теорема:Сумма внутренних углов выпуклого n-угольника равна (n-2)*180⁰.

Параллелограмм— это четырёхугольник, у которого противоположные стороны попарно параллельны.

Свойство:в параллелограмме противоположные стороны равны и противоположные углы равны.

Свойство:диагонали параллелограмма точкой пересечения делятся пополам.

Теорема(признак параллелограмма):Если в четырёхугольнике две стороны равны и параллельны, то этот четырёхугольник – параллелограмм.

Теорема(признак параллелограмма):Если в четырёхугольнике противоположные стороны попарно равны, то этот четырёхугольник – параллелограмм.

Теорема(признак параллелограмма):Если в четырёхугольнике диагонали пересекаются и точкой пересечения делятся пополам, то этот четырёхугольник – параллелограмм.

Трапеция-это четырёхугольник, у которого две стороны параллельны, а две другие не параллельны.Параллельные стороны-основания, непараллельные стороны-боковые.

Равнобедренная трапеция-это трапеция, у которой боковые стороны равны.

Прямоугольная трапеция-это трапеция, у которой один из углов прямой.

Теорема Фалеса: если на одной из двух прямых отложить последовательно несколько равных отрезков и через их концы провести параллельные прямые, пресекающие вторую прямую, то они отсекут на второй прямой равные между собой отрезки.

Прямоугольник-это параллелограмм, у которого все углы прямые.

Свойство: диагонали прямоугольника равны.

Теорема(признак прямоугольника):если в параллелограмме диагонали равны, то этот параллелограмм – прямоугольник.

Ромб-это параллелограмм, у которого все стороны равны.

Свойство: диагонали ромба взаимно перпендикулярны и делят его углы пополам.

Квадрат-это прямоугольник, у которого все стороны равны.

Глава VI Площадь

Площадь плоской фигуры-это количество единичных квадратов, вмещающихся в данную фигуру.

Единицы измерения площади: мм²,см², дм², м², ар=100м², км² , га=100км².

Площадь квадрата равна квадрату его стороны.

Площадь прямоугольника равна произведению его смежных сторон.

Площадь параллелограмма равна произведению его основания на высоту.

Площадь треугольника равна половине произведения его основания на высоту.

Площадь прямоугольного треугольника равна произведению его катетов.

Если высоты двух треугольников равны, то их площади относятся как основания.

Если угол одного треугольника равен углу другого треугольника, то площади этих треугольников относятся как произведения сторон, заключающих равные углы.

Площадь трапеции равна полусумме её оснований на высоту.

Теорема Пифагора:в прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов.

Теорема(обр.):если квадрат одной стороны треугольника равен сумме квадратов двух других его сторон, то треугольник прямоугольный.

Глава VII Подобные треугольники

Отрезки m и n пропорциональны отрезкам m₁и n₁,если отношения их длин равны m:m₁= n: n_1.

Подобные треугольники— это треугольники,_{у которых соответственные углы равны, а сходственные стороны пропорциональны.}

Коэффициент подобия- это число, равное отношению сходственных сторон подобных треугольников.

Теорема: Отношение площадей двух подобных треугольников равно квадрату коэффициента подобия.

Свойство биссектрисы тр-ка: биссектриса треугольника делит противоположную сторону на отрезки, пропорциональные прилежащим сторонам треугольника.

Теорема(первый признак подобия треугольников):если два угла одного треугольника равны двум углам другого треугольника, то такие треугольники подобны.

Теорема(второй признак подобия треугольников):если две стороны одного треугольника пропорциональны двум сторонам другого треугольника и углы, заключённые между этими сторонами, равны, то такие треугольники подобны.

Теорема(первый признак подобия треугольников):если три стороны одного треугольника пропорциональны трём сторонам другого треугольника, то такие треугольники подобны.

Средняя линия треугольника – это отрезок, соединяющий середины двух его сторон.

Теорема:Средняя линия треугольника параллельна одной из его сторон и равна половине этой стороны.

С. Высота прямоугольного треугольника, проведённая из вершины прямого угла, разделяет треугольник на два подобных прямоугольных треугольника, каждый из которых подобен данному треугольнику.

Среднее пропорциональное(среднее геометрическое)двух величин – это квадратный корень из произведения этих величин.

С. Высота прямоугольного треугольника, проведённая из вершины прямого угла, есть среднее пропорциональное между отрезками, на которые делится гипотенуза этой высотой.

С. Катет прямоугольного треугольника есть среднее пропорциональное между гипотенузой и отрезком гипотенузы,заключённым между катетом и высотой, проведённой из вершины прямого угла.

Синус острого угла прямоугольного треугольника- это отношение противолежащего катета к гипотенузе.

Косинус острого угла прямоугольного треугольника- это отношение прилежащего катета к гипотенузе.

Тангенс острого угла прямоугольного треугольника- это отношение противолежащего катета к прилежащему .

Котангенс острого угла прямоугольного треугольника- это отношение прилежащего катета к противолежащему .

Глава VIII Окружность

Касательная к окружности – это прямая, имеющая с окружностью только одну общую точку.

Т. Касательная к окружности перпендикулярна к радиусу, проведённому в точку касания.

Т.(обр.) Если прямая проходит через конец радиуса, лежащий на окружности, и перпендикулярна к этому радиусу, то она является касательной.

Центральный угол – это угол с вершиной в центре окружности.

Дуга окружности измеряется центральным углом, который на неё опирается.

Вписанный угол – это угол, вершина которого лежит на окружности, а стороны пересекают окружность.

Т.Вписанный угол равен половине дуги, на которую он опирается.

С. Вписанные углы, опирающиеся на одну и ту же дугу, равны.

С. Вписанный угол, опирающийся на полуокружность, — прямой.

Т. Если две хорды окружности пересекаются, произведение отрезков одной хорды равно произведению отрезков другой хорды.

9 класс

Средняя линия трапеции— это отрезок, соединяющий середины её боковых сторон.

Теорема:средняя линия трапеции равна полусумме её оснований и параллельна им.

infourok.ru

Что такое геометрия? Наука геометрия

Геометрия является важной частью математики, которую начинают изучать в школах с 7 класса в качестве отдельного предмета. Что такое геометрия? Что она изучает? Какие полезные выводы можно из нее извлечь? Все эти вопросы подробно рассматриваются в статье.

Понятие о геометрии

Под этой наукой понимают ветвь математики, которая занимается изучением свойств разных фигур на плоскости и в пространстве. Само слово «геометрия» с древнегреческого языка означает «измерение земли», то есть любые реальные или воображаемые объекты, которые имеют конечную длину вдоль хотя бы одной из трех осей координат (наше пространство является трехмерным), подвергаются изучению рассматриваемой наукой. Можно сказать, что геометрия — математика пространства и плоскости.

В ходе своего развития геометрия обзавелась набором понятий, которыми она оперирует с целью решения различных задач. К таким понятиям относятся точка, прямая, плоскость, поверхность, отрезок, окружность, кривая, угол и другие. Основой этой науки являются аксиомы, то есть концепции, связывающие геометрические понятия в рамках утверждений, которые принимаются в качестве истинных. На основании аксиом строятся и доказываются теоремы.

Когда появилась эта наука

Что такое геометрия с точки зрения истории? Здесь следует сказать, что она является очень древним учением. Так, ее использовали древние вавилоняне при определении периметров и площадей простых фигур (прямоугольников, трапеций и др.). Развита она была и в Древнем Египте. Достаточно вспомнить знаменитые пирамиды, строительство которых было бы невозможно без знания свойств объемных фигур, а также без умения ориентироваться на местности. Отметим, что знаменитое число «пи» (его приблизительное значение), без которого невозможно определить параметры круга, было известно египетским жрецам.

Разрозненные знания о свойствах плоских и объемных тел были собраны в единую науку только во времена Античной Греции благодаря деятельности ее философов. Самым важным трудом, на котором основываются современные геометрические учения, являются «Элементы» Евклида, которые были им составлены приблизительно в 300 году до нашей эры. Около 2000 лет этот трактат являлся основой для каждого ученого, который занимался исследованием пространственных свойств тел.

В XVIII веке французский математик и философ Рене Декарт заложил основы так называемой аналитической науки геометрии, которая описывала с помощью численных функций любой пространственный элемент (прямую, плоскость и так далее). С этого времени начинают появляться многие ветви в геометрии, причиной существования которых является пятый постулат в «Элементах» Евклида.

Евклидова геометрия

Что такое геометрия Евклида? Это достаточно стройное учение о пространственных свойствах идеальных объектов (точек, прямых, плоскостей и т.д.), которое основывается на 5 постулатах или аксиомах, изложенных в труде под названием «Элементы». Аксиомы приведены ниже:

1. Если даны две точки, то можно провести всего одну прямую, которая их соединит.
2. Всякий отрезок можно продолжить бесконечно из любого его конца.
3. Любая точка пространства позволяет начертить окружность произвольного радиуса так, чтобы сама точка находилась в центре.
4. Все прямые углы являются подобными или конгруэнтными.
5. Через всякую точку, которая не принадлежит данной прямой, можно провести всего одну линию, параллельную ей.

Евклидова геометрия составляет основу любого современного школьного курса по этой науке. Более того, именно ею человечество пользуется в ходе своей жизнедеятельности при конструировании зданий и сооружений и при составлении топографических карт. Здесь важно отметить, что набор постулатов в «Элементах» не является полным. Он был расширен немецким математиком Давидом Гильбертом в начале XX века.

Виды евклидовой геометрии

Мы разобрались, что такое геометрия. Рассмотрим, какие ее виды бывают. В рамках классического учения принято выделять два вида этой математической науки:

• Планиметрия. Она изучает свойство плоских объектов. Например, расчет площади треугольника или нахождение его неизвестных углов, определение периметра трапеции или длины окружности — это задачи планиметрии.
• Стереометрия. Объектами изучения этой ветви геометрии являются пространственные фигуры (все точки, которые их образуют, лежат в разных плоскостях, а не в одной). Так, определение объема пирамиды или цилиндра, изучение свойств симметрии куба и конуса — это примеры задач стереометрии.

Неевклидовы геометрии

Что такое геометрия в ее широком понимании? Помимо привычной нам науки о пространственных свойствах тел, существуют также неевклидовы геометрии, в которых пятый постулат в «Элементах» нарушается. К ним относятся эллиптическая и гиперболическая геометрии, которые были созданы в XIX веке немецким математиком Георгом Риманом и русским ученым Николаем Лобачевским.

Изначально полагали, что неевклидовы геометрии имеют узкую область применения (например, в астрономии при изучении небесной сферы), а само физическое пространство является евклидовым. Ошибочность последнего утверждения показал Альберт Эйнштейн в начале XX века, разработав свою теорию относительности, в которой он обобщил понятия пространства и времени.

Геометрия в школе

Как было сказано выше, изучение в школе геометрии начинается с 7 класса. При этом школьникам демонстрируют основы планиметрии. Геометрия 9 класса уже включает изучение трехмерных тел, то есть стереометрию.

Главная задача школьного курса состоит в том, чтобы развить у школьников абстрактное мышление и воображение, а также научить их мыслить логически.

Многие исследования показали, что при изучении этой науки у школьников наблюдаются проблемы с абстрактным мышлением. Когда формулируется для них геометрическая задача, они часто не понимают ее суть. У старшеклассников к проблеме с воображением добавляются трудности понимания математических формул для определения объема и площади поверхности разверстки пространственных фигур. Часто старшеклассники при изучении геометрии 9 класса не знают, какой формулой следует воспользоваться в конкретном случае.

Школьные учебники

Существует большое количество учебных пособий для обучения школьников этой науке. Одни из них дают только базовые знания, например, учебники Л. С. Атанасяна или А. В. Погорелова. Другие преследуют цель углубленного изучения науки. Здесь можно выделить учебник А. Д. Александрова или полный курс геометрии Бевза Г. П.

Поскольку в последние годы для сдачи всех экзаменов в школе введен единый стандарт ЕГЭ, стали необходимы учебники и решебники, которые позволяют ученику быстро самостоятельно разобраться с необходимой темой. Хорошим примером таких пособий можно назвать геометрию Ершовой А. П., Голобородько В. В.

Любой из названных выше учебников имеет как положительные, так и отрицательные отзывы со стороны учителей, поэтому преподавание в школе геометрии часто осуществляется с использованием нескольких учебников.

fb.ru

Геометрия — это… Что такое Геометрия?

Геоме́трия (от др.-греч. γῆ — Земля и μετρέω — «мерю») — раздел математики, изучающий пространственные структуры, отношения и их обобщения^[1].

Классификация

Общепринятую в наши дни классификацию различных разделов геометрии предложил Феликс Клейн в своей «Эрлангенской программе» (1872). Согласно Клейну, каждый раздел изучает те свойства геометрических объектов, которые сохраняются (инвариантны) при действии некоторой группы преобразований, специфичной для каждого раздела. В соответствии с этой классификацией, в классической геометрии можно выделить следующие основные разделы.

• Евклидова геометрия, в которой предполагается, что размеры отрезков и углов при перемещении фигур на плоскости не меняются. Другими словами, это теория тех свойств фигур, которые сохраняются при их переносе, вращении и отражении.
  • Планиметрия — раздел евклидовой геометрии, исследующий фигуры на плоскости.
  • Стереометрия — раздел евклидовой геометрии, в котором изучаются фигуры в пространстве.
• Проективная геометрия, изучающую проективные свойства фигур, то есть свойства, сохраняющиеся при их проективных преобразованиях. Инварианты в этой геометрии — это свойства, сохраняющиеся при замене фигур на подобные им, но другого размера.
• Аффинная геометрия, использующая очень общие аффинные преобразования. В ней длины и величины углов не имеют существенного значения, но прямые переходят в прямые.
• Начертательная геометрия — инженерная дисциплина, в основе которой лежит метод проекций. Этот метод использует две и более проекций (ортогональных или косоугольных), что позволяет представить трехмерный объект на плоскости.

Современная геометрия включает в себя следующие дополнительные разделы.

По используемым методам выделяют также такие инструментальные подразделы.

История

Муза геометрии, Лувр

Традиционно считается, что родоначальниками геометрии как систематической науки являются древние греки, перенявшие у египтян ремесло землемерия и измерения объёмов тел и превратившие его в строгую научную дисциплину. При этом античные геометры от набора рецептов перешли к установлению общих закономерностей, составили первые систематические и доказательные труды по геометрии. Центральное место среди них занимают составленные около 300 до н. э. «Начала» Евклида. Этот труд более двух тысячелетий считался образцовым изложением в духе аксиоматического метода: все положения выводятся логическим путём из небольшого числа явно указанных и не доказываемых предположений — аксиом.

Геометрия греков, называемая сегодня евклидовой, или элементарной, занималась изучением простейших форм: прямых, плоскостей, отрезков, правильных многоугольников и многогранников, конических сечений, а также шаров, цилиндров, призм, пирамид и конусов. Вычислялись их площади и объёмы. Преобразования в основном ограничивались подобием.

Средние века немного дали геометрии, и следующим великим событием в её истории стало открытие Декартом в XVII веке координатного метода («Рассуждение о методе», 1637). Точкам сопоставляются наборы чисел, это позволяет изучать отношения между формами методами алгебры. Так появилась аналитическая геометрия, изучающая фигуры и преобразования, которые в координатах задаются алгебраическими уравнениями. Примерно одновременно с этим Паскалем и Дезаргом начато исследование свойств плоских фигур, не меняющихся при проектировании с одной плоскости на другую. Этот раздел получил название проективной геометрии. Метод координат лежит в основе появившейся несколько позже дифференциальной геометрии, где фигуры и преобразования все ещё задаются в координатах, но уже произвольными достаточно гладкими функциями.

Ф. Клейн в «Эрлангенской программе» систематизировал все виды однородных геометрий; согласно ему геометрия изучает все те свойства фигур, которые инвариантны относительно преобразований из некоторой группы. При этом каждая группа задаёт свою геометрию. Так, изометрии (движения) задаёт евклидову геометрию, группа аффинных преобразований — аффинную геометрию.

В честь геометрии назван астероид (376) Геометрия (англ.)русск., открытый в 1893 году.

Литература

• Колмогоров А. Н., Юшкевич А. П. (ред.) Математика XIX века. М.: Наука.

• Мацуо Комацу. Многообразие геометрии. М.: «Знание», 1981.
• Левитин Карл. Геометрическая рапсодия. М.: «Знание», 1984.

Ссылки

Примечания

dikc.academic.ru

Конспект «Начальные геометрические понятия» — УчительPRO

«Начальные геометрические понятия»

Ключевые слова конспекта: начальные геометрические понятия, математические утверждения в геометрии, аксиома, определение, теорема, доказательство, точка, прямая, линия, плоскость, луч, отрезок, длина отрезка, измерение отрезков, единицы длины, расстояние между двумя точками.

---

---

Математические утверждения в геометрии

Аксиома – это утверждение, принимающееся как истинное без доказательства. Слово «аксиома» происходит от греческого слова «аксиос» и означает «утверждение, не вызывающее сомнений».

Определение – четкое формулирование того или иного математического понятия.

Теорема – математическое утверждение, истинность которого устанавливают путем доказательства.

Признак – утверждение,которое позволяет доказать, что данная фигура является фигурой, которая имеет данные качества или связана необходимыми отношениями.

Доказательство – размышление, в ходе которого устанавливается истинность или ложность утверждения.

Простейшие геометрические фигуры

Точка — понятие, не имеющее значения. Представление о точке дает след на листе бумаги, сделанный хорошо заостренным карандашом. Слово «точка» является переводом латинского слова «pungo», что означает «тыкаю», «дотрагиваюсь». Обозначают точки большими латинскими буквами: А, В, С.

Прямая — понятие, не имеющее значения. Представление о прямой дают: туго натянутая нитка; луч света, проходящий сквозь узкое отверстие. Обозначают прямые латинскими буквами: а, b, … или двумя большими латинскими буквами: АС, ВС, … Прямая бесконечна.

Слово «линия» происходит от латинского слова «tinea», что значит «лён», «льняная нить», иногда это слово понимают как «прямая линия», и отсюда происходит слово «линейка».

Плоскость — понятие, не имеющее значения. Представление о плоскости дают: поверхность стола, оконного стекла, поверхность озера в тихую погоду и т.п. Плоскость предcтавляют неограниченной, идеально ровной и гладкой. Обозначают плоскости маленькими греческими буквами:  α, β, …

Луч (полупрямая) — часть прямой, состоящая из всех точек этой прямой, которая лежит по одну сторону от данной на ней точки (начало луча).

 

Отрезок и его длина

Отрезок — часть прямой, ограниченная двумя точками, включая эти точки. Равные отрезки — отрезки,которые совпадают при наложении. Середина отрезка — точка, которая делит отрезок пополам.

Расстояние между двумя точками

Расстояние между разными точками — длина отрезка с концами в данных точках. Расстояние между точками, которые совпадают, равно 0.

Для любых точек А и В расстояние от А до В равно расстоянию от В до А. Для любых трех точек расстояние между двумя из них не больше суммы двух других расстояний.

---

Это конспект по теме «Начальные геометрические понятия». Выберите дальнейшие действия:

uchitel.pro