4821

Геометрия Лобачевского. Геометрия кривых поверхностей

Доклад

Математика и математический анализ

Геометрия Лобачевского. Н.И. Лобачевскийв 1826г. впервые построил и развил одну из возможных геометрий, где аксиома (А) не имеет места. Геометрия Лобачевского основывается на тех же аксиомах, что и евклидова геометрия, за исключением аксиомы о парал...

Русский

2012-11-27

31.5 KB

12 чел.

Геометрия Лобачевского.

Н.И. Лобачевскийв 1826г. впервые построил и развил одну из возможных геометрий, где аксиома (А) не имеет места. Геометрия Лобачевского основывается на тех же аксиомах, что и евклидова геометрия, за исключением аксиомы о параллельных, которая заменяется противоположным утверждением- аксиомой Лобачевского:

Через точку вне прямой в данной плоскости можно провести хотя бы 2 прямые, не пересикающие данную прямую.

Мы видели, что вопрос о том, какая геометрия –Евклида или Лобачевского- точнее описывает мир световых лучей, решается не так уж просто, хотя аксиома Лобачевского и не кажется такой парадоксальной на первый взгляд. Огромной заслугой Лобачевского было то, что он поставил этот вопрос. Но его идеи были столь необычны, что современники их не понимали.

Геометрия кривых поверхностей.

Многое в геометрии Лобачевского стало яснее, когда учёные хорошоознакомились с геометрией кривых поверхностей. Чтобы пояснить в чем тут дело надо рассмотреть геометрию на шаре. Было время когда люди думали, что земля плоская. Позже, наблюдая за кораблями, уходящими за горозонт, они пришли к выводу о шарообразности земли. Но для этого им пришлось рассматривать предметы (корабли), имеющие определённую высоту, поднимающиеся над поверхностью Земли. Возникает вопрос, нельзя ли убедиться в шарообразности Земли, проводя измерения непосредственно над земной поверхностью и не рассматривая предметов , распо-

ложенных над поверхностью Земли.

Конечно, это легко сделать- ведь если двигаться по Земле в одном и том же направлении, то в конце концов мы вернёмся на то же место, откуда вышли. Но для такой проверки нужно сделать целое кругосветное путешествие. А нельзя ли убедиться в шарообразности Земли, оставаясь на время на небольшом участке , скажем на острове ? оказывается, возможно. Для этого надо измерять геометрические фигуры на поверхности Земли. Возьмем на этой поверхности 2 точки-А и В. эти точки можно соединить самыми различными линиями. Не покидая нашего острова. Среди всех линий, соединяющих точки А и В, будет одна, имеющая самую маленькую длину. Мы, знающие, что Земля шарообразная, можем сказать , что эта линия – это дуга большого круга, соединяющая точки А и В. А вот человек , живущий на острове и не знающий о шарообразности Земли, назовет эту линию прямой , соединяющей точки А и В. после этого он возьмёт 3 точки А, В, С и измерит углы треугольника АВС . Если остров очень маленький и точность его инструментов тоже мала, то он получит, что сумма углов этого треугольника равна 180. Совсем другой результат получится, если остов велик или инструменты у жителя этого острова очень точны.

  Чтобы понять в чём дело, рассмотрим такие три точки: за точку А выберем Северный полис, за точку В пересечение экватора с нулевым меридианом и за точку С- пересечение экватора с меридианом, имеющим долготу 90.если вы возьмёте эти 3 точки на глобусе, то сразу увидите, что все3 угла треугольника АВС равны 90. Но ведь тогда сумма всех углов этого треугольника равна 270. Можно доказать, что у любого треугольника на поверхности шара сумма углов больше, чем 180, и этот избыток тем больше, чем больше площадь треугольника ( потому-то для маленьких треугольников сумма углов равна почти 180).

  Таким образом, точно измеряя углы большого треугольника, можно убедиться, что мы живём не на плоскости, а на искривлённой поверхности. С помощью ещё более точных измерений можно получить представление и о форме поверхности.

  Измерения , проведённые на шаре, можно проводить на любой другой поверхности. На любой поверхности есть линии, соединяющие 2 точки и имеющие меньшую длину, чем все остальные линии, соединяющие эти точки. Такие линии называют геодезическими. Измеряя углы треугольников, образованных геодезическими линиями, можно судить о степени искривлённости поверхности. У некоторых кривых поверхностях ( таких, как шар, эллипсиод) эта сумма получается больше180. У других, например у седла,- больше 180. А есть поверхности, у которых в некоторых местах получается больше180, а в других- меньше180, тем сильнее искревлён измеряемыё треугольник. Есть такая поверхность( её называют псевдосферой), на которой геодезические линии ведут себя так же, как прямые на плоскости Лобачевского.

      Известный немецкий ученый Б.РИМАН ввёл очень важное понятие, показав, что можно рассматривать не только искривлённые поверхности, но и искревлённые пространства. Искревлённое пространство очень трудно себе представить- ведь когдо мы говорим о кривой поверхности, то представляем себе эту поверхность лежащей  на каком-то пространстве. А где же лежит кривое пространство? Дело в том, что в искревленности поверхности можно убедиться, не выходя за её пределы, а измеряя углы в треугольниках на этой поверхности. Точно так же пространство следует считать искривлённым , если сумма углов треугольника, взятом в этом пространстве, отличается от 180.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

47768. Загальна характеристика царства Тварин 3.62 MB
  Амеба не має постійної форми тіла що пояснюється здатністю плазми скорочуватись та відсутністю оболонки. Цисти зовні мають різноманітні випини можуть чіплятися наприклад до тіла водоплавних птахів що сприяє поширенню виду. Ектоплазма утворює пелікулу під якою містяться дуже тонкі скоротливі волоконця міонеми розміщені у напрямку поздовжньої осі тіла. Відрізняються кулястою формою тіла тонкими довгими псевдоніжками що розходяться від клітини радіально а також наявністю черепашки з карбонату кальцію та органічних речовин або...
47769. Житлове право. Курс лекцій 1.5 MB
  У вузькому значенні житлове право традиційно розглядається як частина цивільного права яка врегульовує правові відносини які виникають в процесі користування жилими приміщеннями. Так наприклад для відносин користування жилими приміщеннями характерним є цивільноправовий метод регулювання рівність сторін їх майнова самостійність; для відносин розподілу надання житла управління житловим фондом інших відносин організаційного та управлінського характеру метод адміністративноправового регулювання метод владипідпорядкованості. Таким...
47770. ІНВЕСТИЦІЙНИЙ АНАЛІЗ. ОПОРНИЙ КОНСТПЕКТ ЛЕКЦІЙ 1.3 MB
  Аналіз і прогнозування фінансового стану підприємства та оцінювання його інвестиційної привабливості . Методологічні засади інвестиційного аналізу Інвестиції у виробництво та у ринки збуту створюючи умови для підвищення якості продукції мінімізації витрат збільшення обсягів продажу забезпечують підвищення конкурентоспроможності підприємства. Цілі що їх за інвестування ставить перед собою підприємство відповідають стратегічним для великих проектів і тактичним для малих проектів цілям підприємства на ринку. До таких цілей можна...
47771. Курс лекцій. Порядок розгляду господарських спорів у міжнародних судах 829 KB
  Зуєва кандидат юридичних наук доцент кафедри цивільноправових дисциплін Академії митної служби України. 120 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 149 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ Докорінні зміни що сталися у політичному й економічному житті незалежної України призвели до формування принципово нової порівняно з радянським періодом системи зовнішньоекономічних звязків. Конституція України: Закон України від 28.
47772. Поняття і ознаки місцевого самоврядування в Україні 429.5 KB
  Поняття і ознаки місцевого самоврядування в Україні Місцеве самоврядування це комплексне багатоаспектне явище яке ще не має досить точного і єдиного наукового визначення. Спільним для різних концепцій є розгляд місцевого самоврядування в якості основоположної засади конституційного ладу тобто в ролі одного з визначальних принципів організації та здійснення влади в суспільстві й державі який полягає у встановленні децентралізованої системи управління фінансово і організаційно відокремленої від державних органів. Конституційний принцип...
47773. ТРУДОВЕ ПРАВО. КУРС ЛЕКЦІЙ 975.5 KB
  У лекціях коротко і доступно викладено основні положення трудового права з використанням нормативноправових актів станом на 01 березня 2011 року. Загальна частина трудового права. Особлива частина трудового права. Джерелами трудового права є Кодекс законів про працю України закони та підзаконні акти України а також міжнародні акти ратифіковані Верховною Радою України.
47774. Екологія. Раціональне природокористування 1.08 MB
  Курс лекцій підготовлений відповідно до освітньо-професійної програми підготовки бакалавра напрямку 0501 – “Економіка і підприємництво” з врахуванням вимог Болонської декларації.
47775. КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ З ДИСЦИПЛІНИ. ОБЛІК І ЗВІТНІСТЬ В КОРПОРАЦІЯХ 149.5 KB
  ПІДПРИЄМСТВА КОРПОРАТИВНОГО ТИПУ ТА ЇХ ВПЛИВ НА ОРГАНІЗАЦІЮ ОБЛІКУ І ФІНАНСОВОЇ ЗВІТНОСТІ. Згідно з юридичним обєднанням підприємств: або активи та зобовязання одного підприємства передаються іншому підприємству а перше підприємство ліквідується; б або активи та зобовязання обох підприємств передаються новому підприємству а обидва попередні підприємства ліквідуються. 2 економічне обєднання що є наслідком придбання поглинання за якого підприємства після обєднання залишаються самостійними юридичними одиницями. У результаті...
47776. Курс лекцій. Менеджмент 1.85 MB
  Централізація і децентралізація управління. Організаційні структури управління. Класифікація і характеристики типів організаційних структур управління. Тема 9 Управління колективами групами працівників.