第一卷 几何基础
第二卷 几何与代数
第三卷 圆与角
第四卷 圆与正多边形
第五卷 比例
第六卷 相似
第七卷 数论(一)
第八卷 数论(二)
第九卷 数论(三)
第十卷 无理量
第十一卷 立体几何
第十二卷 立体的测量
第十三卷 建正多面体
各卷简介
第一卷:几何基础。重点内容有三角形全等的条件,三角形边和角的大小关系,平行线理论,三角形和多角形等积(面积相等)的条件,第一卷最后两个命题是 毕达哥拉斯定理的正逆定理;
第二卷:几何与代数。讲如何把三角形变成等积的正方形;其中12、13命题相当于余弦定理。
第三卷:讨论了圆与角。
第四卷:讨论圆内接和外切多边形的做法和性质;
第五卷:讨论比例理论,多数是继承自欧多克斯的比例理论
第六卷:讲相似多边形理论;
第五、第七、第八、第九、第十卷:讲述比例和算术的理论;第十卷是篇幅最大的一卷,主要讨论无理量(与给定的量不可通约的量),其中第一命题是极限思想的雏形。
第十一卷、十二、十三卷:最后讲述立体几何的内容。
从这些内容可以看出,目前属于中学课程里的初等几何的主要内容已经完全包含在《几何原本》里了。因此长期以来,人们都认为《几何原本》是两千多年来传播几何知识的标准教科书。属于《几何原本》内容的几何学,人们把它叫做欧几里得几何学,或简称为欧氏几何。
欧几里得是活跃于托勒密一世(公元前367-公元前282年)时代的伟大科学家,其生卒年月和出生地不详,据说大约公元前330年出生于雅典某个城市 ,早年求学于雅典的柏拉图学园,深受柏拉图的影响。
欧几里得在柏拉图学园学习时,曾拜亚里士多德为师。亚里士多德是希腊历史上最伟大的思想家、哲学家和科学家。亚里士多德非常喜欢和欣赏欧几里得,倾自己所学去教导他。欧几里得也因此受到了良好的教育。
大约公元前300年,欧几里得收到托勒密王的邀请,来到埃及都城亚历山大的缪塞昂学院进行研究并讲学。在那里,他曾用最简单的方法,将人们认为似乎不可能做到的事变成现实。
当时,古希腊的科学文化已经比较发达,由于当时人们的生活和生产条件的发展所需要,再加上柏拉图学园的良好学习氛围,几何学已经逐渐发展起来,但是这些内容大多比较零散,彼此不相联系,所以在实践中很难发挥作用。后来,欧几里得逐渐认识到了这一点,便决定将这些既有的几何知识组织在一个完整的演义体系中。
他首先确定了最基本的几条不证自明的命题作为演绎系统的出发点,然后再从这些最基本的命题出发,用逻辑推理的方法论证以后的命题。这就是亚里士多德的逻辑推理思维。
在研究过程中,欧几里得创造了确定公设和公理的方法,这是他对几何学的一个伟大贡献,其中最著名的是平行公设。把公设和公理选定以后,接下来便是剩下的几何命题作为定理从公理和公设中推断出来。欧几里得非常成功地做到了这一点。他将几何独立的知识形成了一个有机整体,用定义和公理成功地研究图形的性质。
经过几年的努力研究,欧几里得写成了一部鸿篇巨著《几何原本》。它的问世在西欧引起了极大的轰动,为几何学带来了划时代的发展。这部著作分13卷,共有467条定理。它把当时的自然科学推到了当代的巅峰,为后人提供了一个严密的逻辑理论体系。因此,该书从问世起,对所有伟大的思想家都有一股强大的魔力。
1607年,我国明代杰出的科学家徐光启和意大利传教士利马窦合作翻译了《几何原本》,至此,“几何”才传入到中国。
由于欧几里得对几何学的杰出贡献,以至于他的名字都成了“几何”的代名词,他当之无愧地被人们称为“几何学之父”。
◆知识拓展
◎《几何原本》把人们公认的一些事实列成定义和 公理 ,以 形式逻辑 的方法,用这些定义和公理来研究各种几何图形的性质,从而建立了一套从公理、定义出发,论证命题得到定理的几何学论证方法,形成了一个严密的逻辑体系——几何学。这部书因此成了 欧式几何 的奠基之作,成为用公理化方法建立起来的数学演绎体系的最早典范,被广泛的认为是历史上最成功的教科书。
◎关于欧几里得,科学界流传着这样一个故事:当时人们建造了高大的金字塔,可是谁也不知道金字塔究竟有多高。有人这么说:“要想测量金字塔的高度,比登天还难!”这话传到欧几里得耳朵里。他笑着告诉别人:“这有什么难的呢?当你的影子跟你的身体一样长的时候,你去量一下金字塔的影子有多长,那长度便等于金字塔的高度!”
★知识链接★
柏拉图学园是雅典的哲学家柏拉图开办的。柏拉图学识渊博,特别是在哲学方面有着很高的建树。柏拉图认为要学好哲学,必须先学好数学,因为数学是通向理念世界的准备工具。正因为此,数学研究在他的学园里得到了空前的发展,培养出亚里士多德等许多著名的学者。
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