原始观念
点、线和面是所有几何图形的组合体——有趣的是,它们没有定义。
谁发现的
没有人“发现”点或直线:它们是与测量土地和绘制平面图的习惯一样古老的想法。第一个尝试以书面形式定义它们的人是亚历山大的欧几里得,大约在公元前300,在几何原本中:“点是没有部分的东西”,“线是没有宽度的长度”。两千多年后,在1899中,德国人David Hilbert提出了今天采用的解决方案:保留点、线和面未定义,只描述它们之间的关系。
故事
欧几里得的定义看起来很清楚,但它们对证明没有帮助:说一个点“没有部分”并不能告诉你任何可以用来证明定理的东西。每个定义都使用其他单词,这些单词也需要被定义,并且链条永无止境。在某个地方你必须停下来。
希尔伯特一开始就停了下来。在你的书中 几何基础、点、线、面都是术语 原语:重要的是他们遵守的规则,例如“一条直线经过两点”。据说,他总结了这个想法,说可以用“点、线、面”来交换“桌子、椅子和啤酒杯”——只要规则继续适用,定理就仍然成立。
在日常生活中
- 地图和 GPS。 在应用程序中标记您地址的图钉是一个点:它表示位置,而不是大小。
- 激光水平仪。 瓦工在墙上投射的红线代表一条直线;是对齐瓷砖和架子的参考。
- **桌面和地板。**平坦的表面是平面的模型;当一件家具“摇晃”时,这是因为地板的行为不像平面。
- **数字屏幕。**图像由像素、按行和列组织的彩色小点组成。
来源: Euclid (MacTutor) · Hilbert (MacTutor) · 元素,定义 I.1。
理论与结构
几何概念(概念、术语、实体)是通过定义建立的。然而,原始概念在没有定义的情况下被采用。
Definição原始观念
我们将采用不定义点、直线和平面的概念。
我们对这些实体有直观的认识,这些知识来自经验和观察:铅笔尖的标记暗示着一个点,一根拉紧的线暗示着一条直线,桌子的顶部暗示着一个平面。
点、线、面符号
| 实体 | 字母表示法 | 示例 |
|---|---|---|
| 观点 | 拉丁字母 大写字母 | $A, B, C, \ldots$ |
| 直的 | 拉丁字母小写 | $a, b, c, \ldots$ |
| 平坦的 | 希腊字母小写 | $\alpha, \beta, \gamma, \ldots$ |
在图形表示中,点是一个小标记,直线是我们想象的在两个方向上无限延伸的线,而平面通常显示为平行四边形——这只是它的一部分,因为平面也是无限的。