Methods for Euclidean Geometry

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出版者:
作者:Byer, Owen; Lazebnik, Felix; Smeltzer, Deirdre L.
出品人:
页数:476
译者:
出版时间:2010-9
价格:$ 74.85
装帧:
isbn号码:9780883857632
丛书系列:
图书标签:
  • 数学
  • for
  • Methods
  • Geometry
  • Euclidean
  • 2010
  • 几何学
  • 欧几里得几何
  • 数学
  • 几何
  • 方法
  • 定理
  • 证明
  • 图形
  • 中学数学
  • 高中数学
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具体描述

Euclidean plane geometry is one of the oldest and most beautiful topics in mathematics. Instead of carefully building geometries from axiom sets, this book uses a wealth of methods to solve problems in Euclidean geometry. Many of these methods arose where existing techniques proved inadequate. In several cases, the new ideas used in solving specific problems later developed into independent areas of mathematics. This book is primarily a geometry textbook, but studying geometry in this way will also develop students' appreciation of the subject and of mathematics as a whole. For instance, despite the fact that the analytic method has been part of mathematics for four centuries, it is rarely a tool a student considers using when faced with a geometry problem. Methods for Euclidean Geometry explores the application of a broad range of mathematical topics to the solution of Euclidean problems.

欧几里得几何方法:超越平面直观的深度探索 一本聚焦于纯粹逻辑构建与严谨证明的几何学经典。 本书旨在为严肃的数学学习者和几何学爱好者提供一套全面、深入且极具挑战性的欧几里得几何学理论框架。它摒弃了对直观图像的过度依赖,转而将重点完全置于公理、定义、定理以及它们之间无可辩驳的逻辑推导之上。这本书并非对初等几何的简单回顾,而是一次对几何学基础的彻底重构与精细打磨。 第一部分:公理系统的基石与逻辑的严谨性 本书的开篇奠定了坚实的理论基础,详尽考察了欧几里得几何公理体系的内在结构和哲学含义。 1. 欧几里得公理的精确解析: 我们不仅仅罗列了五条公设和五条公理(公认原则),而是深入剖析了每一条陈述在构建整个几何体系中所扮演的独特角色。例如,对“两点之间可以引一条且仅能引一条直线”这一公理,我们探讨了其在保证空间唯一性上的关键作用,并引入了集合论的视角来审视“点”和“线”的原始定义。 2. 平行公设的深层探讨与等价命题: 本书将大量篇幅用于分析第五公设。我们不仅详细阐述了普莱费尔(Playfair)公理——即过直线外一点有且只有一条平行线——的等价性证明,还追溯了历史上试图从前四条公理推导出第五公设的失败尝试。这种追溯并非简单的历史回顾,而是通过分析“不可约性”来强化读者对几何系统完备性的理解。我们展示了在不引入第五公设的前提下,几何学能发展到何种程度,从而凸显该公设作为超越性假设的本质。 3. 逻辑推理的范式: 几何证明的有效性完全依赖于逻辑的纯粹性。本部分详细阐述了演绎推理、反证法(Reductio ad Absurdum)在几何证明中的标准应用格式。每一个定理的证明都严格遵循“前提—推理步骤—结论”的模式,力求排除任何模糊不清的陈述或跳跃性的思维。我们特别关注了同一性原理和无矛盾律在处理几何对象关系时的应用细节。 第二部分:基础结构与度量理论的抽象化 在确立了逻辑框架后,本书开始构建欧几里得空间的基本结构,重点在于如何从公理定义中“生成”度量和刚性概念。 4. 点、线、面:严格的定义与关系: 点被视为不具有任何内部结构的元素,其性质完全由其与其他元素之间的关系定义。直线被定义为连接两个点的“最短路径的集合”。平面则被定义为满足特定共面性公理的二维延伸。我们通过集合论的语言来形式化“在线上”、“在平面上”等关系,确保这些基础概念的定义是自洽且非循环的。 5. 角度、相等与运动的先驱: 角度的概念不再仅仅是两个射线的开口,而是通过圆弧的度量来严格定义。相等性(Congruence)的概念是本书的核心难点之一。我们避免使用传统的“完全重合”的直观描述,而是采用基于刚体运动(Rigid Motion)的定义——如果存在一个保持距离的变换将一个图形映射到另一个图形上,则两者全等。这种预先定义运动(或称作等距变换)的方式,为后续的变换几何学打下了基础。 6. 距离与度量的公理化: 距离函数 $d(A, B)$ 的定义必须满足以下四个基本公理:非负性、同一性(仅当A=B时 $d=0$)、对称性,以及最重要的三角不等式。本书对三角不等式的证明进行了细致的分解,展示了它如何从更基础的公理中推导出来,并作为度量空间的标志性特征。我们展示了在二维欧几里得空间中,毕达哥拉斯定理正是满足这些度量公理的唯一可能的距离公式的体现。 第三部分:经典定理的深度剖析与证明的变体 本部分回归到欧几里得几何的经典内容,但要求读者以更抽象和更严谨的视角来重新审视它们。 7. 三角形定理的系统性论证: 除了基本的边角边(SAS)、角边角(ASA)和边边边(SSS)全等定理的严格证明外,本书还探讨了这些判定法则的必要性。例如,我们证明了在不使用第五公设的框架下,SSA(边边角,非锐角情况)无法保证三角形的全等性,从而深刻理解了公理系统对特定几何属性的约束力。 8. 圆的几何:切线、弦与角度的关系: 圆不再是“到固定点等距的点集”这一简单定义。我们分析了圆周率 $pi$ 在不依赖于微积分的前提下,如何通过内接和外切正多边形逼近的经典方法,强调其作为几何常数的地位。关于圆的切线,我们证明了切线垂直于过圆心的半径,该证明依赖于对点到圆心距离的最小化分析(一种基于距离公理的逻辑推理)。 9. 构造性几何与尺规作图的局限性: 本书最后一部分专门讨论了古希腊人推崇的尺规作图问题。我们清晰界定了“尺”和“规”在公理体系中对应的操作:尺提供直线(基于两点定义),规提供圆(基于一点和一定长半径定义)。我们通过域扩张的代数理论(不深入代数细节,仅阐述其几何含义)来解释为什么三等分角和化圆为方是不可能通过纯粹的欧几里得工具完成的,从而将几何的“可构造性”问题提升到逻辑和代数结构的可判定性层面。 --- 目标读者: 本书适合具备扎实代数基础,并希望从根本上理解欧几里得几何学逻辑内核的数学系本科生、研究生,以及对数学哲学和几何基础有浓厚兴趣的专业人士。它要求读者具备高度的抽象思维能力和对逻辑严谨性的不懈追求。

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目录信息

读后感

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《Methods for Euclidean Geometry》——这书名本身就带着一股严谨而优雅的气息,仿佛能闻到纸张的芬芳和墨水的清香。我一直对欧几里得几何有着深厚的情感,它是我数学启蒙的最初源泉,也是我逻辑思维训练的第一个战场。然而,随着阅历的增长,我越发觉得,仅仅掌握定理和结论是远远不够的,真正重要的是理解“如何得出这些结论”。因此,我对这本书的期待,首先在于它能否提供一套系统而全面的几何证明方法论。我希望它能深入浅出地讲解各种证明技巧,从最基础的公理运用,到复杂的构造性证明,再到利用代数工具辅助几何推理。我尤其期待书中能对一些经典的几何难题,例如“尺规作图”的极限问题,或者一些著名的几何定理(如西蒙斯猜想)的证明过程进行详细的剖析,并展现出多种解决思路。此外,我希望这本书的语言风格能够兼具科学的精确性和艺术的流畅性,避免枯燥的数学术语堆砌,而是用清晰、生动的语言引导读者走进几何的世界。插图的质量也是我关注的重点,精美、准确的几何图形能够极大地帮助读者理解复杂的证明过程,让学习变得更加直观有趣。我希望这本书能成为我的良师益友,引导我更深层次地理解欧几里得几何的魅力,并为我打开通往更广阔数学天地的大门。

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读到《Methods for Euclidean Geometry》这本书名,我立刻联想到中学时代那个充满挑战又令人着迷的几何课堂。我曾以为我对欧几里得几何已经了如指掌,但随着知识的深入,我意识到自己掌握的仅仅是冰山一角。这本书的名字暗示着它将深入探讨“方法”,这正是我所急切需要的。我希望它能超越简单的定理陈述,而是深入剖析各种证明的逻辑框架和思想内核。例如,在涉及圆的性质时,我期待它能详细阐述切线定理、割线定理以及弦的各种性质,并提供多种证明路径,而不仅仅是给出一种“标准答案”。我尤其对书中是否会涉及一些“抽象”的几何概念感兴趣,比如仿射几何、射影几何,哪怕只是初步的介绍,也足以让我对欧氏几何在更广阔数学图景中的位置产生更深的理解。同时,我也很关注这本书的实践性。它是否会包含一些通过实际测量或实验来验证几何定理的章节?或者,它是否会介绍一些利用几何学原理解决实际工程或设计问题的案例?我相信,将抽象的数学理论与具体的应用场景相结合,能够极大地提升学习的趣味性和有效性。此外,对于一本以“方法”命名的书,其内容的条理性和清晰度至关重要。我希望它能有一套清晰的逻辑组织,让读者能够循序渐进地掌握各种几何方法,而不会感到迷失。

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当《Methods for Euclidean Geometry》这个书名映入眼帘时,我感到一种熟悉的亲切感,又伴随着一丝对未知的好奇。欧几里得几何,作为数学的经典,其严谨的逻辑和优美的结构一直吸引着我。然而,在学习过程中,我常常会遇到瓶颈,尤其是在如何有效地进行几何证明方面。因此,我迫切希望这本书能够提供系统性的方法论指导。我期待它能详细阐述各种证明策略,比如如何巧妙地运用公理和定义,如何构建辅助线,如何进行代数化处理,以及如何运用几何变换来简化问题。我非常希望书中能对一些经典的几何问题,如“尺规作图”的难题,或者与圆相关的各种定理,进行深入的解析,展示多种不同的证明思路。我更看重的是,这本书能否帮助我培养一种“几何直觉”,让我能够更自然地感知图形的性质,并找到最佳的证明路径。精美的插图和清晰的排版,无疑会为这本书增色不少,让枯燥的数学学习变得更加生动有趣。我希望这本书能够成为我几何学习道路上的良师益友,带领我更上一层楼。

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《Methods for Euclidean Geometry》——这个书名如同一扇门,在我心中悄然打开,门后似乎隐藏着无数等待探索的几何宝藏。我对欧几里得几何的理解,一直停留在相对基础的层面,虽然能掌握一些基本定理和证明,但总觉得缺乏系统性的方法论指导,尤其是在面对复杂问题时,常常感到无从下手。因此,我无比期待这本书能够成为我系统学习几何方法的“指南针”。我希望它能深入剖析各种几何证明的逻辑结构,比如如何巧妙地运用“反证法”,如何通过“构造辅助线”来化繁为简,以及如何利用“相似三角形”或“全等三角形”来解决问题。书中是否会涉及到一些代数方法在几何证明中的应用?比如,通过坐标系来分析几何图形的性质,或者利用方程来推导几何结论?我非常好奇这方面的探讨。另外,对于“欧氏几何”这个概念本身,我希望这本书能有更深层次的解读。它是否会与非欧几何进行对比,从而让我更深刻地理解欧氏几何的独特性和适用范围?我期望这本书不仅仅是定理的堆砌,更能引发我对几何学基本原理的深入思考,培养我独立解决几何问题的能力。

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当我的目光落在《Methods for Euclidean Geometry》这本书名上时,一股难以言喻的兴奋感涌上心头。我一直认为,几何学是数学中最具“美感”的学科之一,它用简洁的公理和逻辑,构建出了一个充满和谐与秩序的世界。然而,我深知,要真正理解和欣赏这种美,必须掌握其内在的“方法”。我期待这本书能够系统地梳理和介绍各种欧几里得几何的证明方法。比如,在处理圆的性质时,我希望书中能详细讲解各种与切线、割线、弦相关的定理,并提供至少两种以上的不同证明思路,让我领略同一结论背后的多种推理路径。我特别关注书中是否会探讨一些“特殊技巧”,例如如何巧妙地引入对称性,或者如何利用向量来简化几何证明。对于初学者而言,这些“捷径”无疑能极大地提升学习效率和兴趣。此外,我希望能从这本书中看到几何学在实际生活中的应用案例,哪怕是简单的描述,比如在建筑设计、艺术创作中的几何原理运用,都能让我感受到数学的无穷魅力。排版和插图的质量也是我非常看重的,清晰、准确、富有美感的图形,能够极大地辅助我的理解,让学习过程更加愉悦。

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每当看到《Methods for Euclidean Geometry》这样的书名,我总会回想起那些在灯下苦思冥想,只为攻克一道几何难题的夜晚。欧几里得几何,作为人类智慧的结晶,其简洁的公理体系构建出的宏伟世界,总是让我心生敬畏。然而,我深知,光有定理和结论是不足以真正掌握它的,关键在于理解那些“方法”。因此,我将这本书视为一本可能让我脱胎换骨的宝典。我期待它能在我最薄弱的环节——证明方法上,给予我最深刻的指引。例如,在处理涉及角度、线段、面积等基本概念的证明时,我希望书中能提供一系列的“工具箱”,让我能够灵活运用,找到最简洁、最有效的证明路径。我尤其希望书中能探讨一些“非显而易见”的几何性质,并通过精妙的证明方法将其展现在我面前。书中是否会包含一些关于几何变换(如平移、旋转、对称)的深入探讨,并展示这些变换在简化证明中的强大作用?这对我来说将是极大的吸引力。此外,我非常看重一本书的“可读性”。我希望这本书的语言风格不会过于艰涩,而是能够以一种引导性的方式,带领读者一步步深入几何的海洋,而不是将其拒之门外。精美的插图和清晰的排版,无疑也是提升阅读体验的关键因素。我渴望通过这本书,不仅能够掌握更多的几何证明技巧,更能培养出一种深刻的几何直觉和严谨的逻辑思维能力。

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《Methods for Euclidean Geometry》——仅仅是这个名字,就足以让一个对数学怀有热情的读者心生向往。我曾几何时,在几何的世界里迷失过,也曾因一道巧妙的证明而豁然开朗。我对这本书的期待,并非仅仅是知识的增加,更是对思维方式的提升。我希望它能深入浅出地讲解各种欧几里得几何的证明方法,不仅仅是陈述定理,更要阐述定理的来龙去脉,以及证明背后的逻辑推理。例如,在涉及到三角形的性质时,我期待书中能提供关于全等、相似以及特殊三角形(如直角三角形、等边三角形)的多种证明策略,并分析它们的适用范围和优缺点。书中是否会包含一些历史故事,介绍这些几何方法是如何被发现和发展的?这会极大地增加阅读的趣味性。我尤其看重一本好的数学书是否能够激发读者的思考,而不是被动地接受信息。因此,我希望这本书能够提供一些“开放式”的问题,引导我去探索和发现,去尝试自己构建证明。

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这本书的名字吸引了我,Methods for Euclidean Geometry,光听名字就让人觉得里面一定是充满了精妙的证明、严谨的逻辑和优美的图形。我一直对几何学有着浓厚的兴趣,尤其是欧几里得几何,它作为数学的基石之一,其简洁的公理体系和由此推导出的丰富结论,总能给我带来一种智力上的愉悦。我曾花费不少时间阅读过一些经典的几何学教材,但总觉得有些地方的处理过于简化,或者跳跃性太强,让人在理解上稍显吃力。我特别期待这本书能在一些核心概念的引入上,比如平行公理的探讨,或者角度、线段、多边形等基本元素的性质推导上,给出更加详尽和易于理解的阐述。我希望它能够提供一些我从未接触过的证明方法,或者对一些经典的证明给出更加清晰、直观的解释。例如,在证明三角形全等或相似的定理时,我期望能看到多种不同思路的证明方式,而不仅仅是课本上那种最“标准”的证明。同时,我也非常关注书中是否会涉及一些几何学在实际应用中的例子,即使只是简单的描述,也能帮助我更好地理解抽象的几何概念与现实世界的联系。这本书的排版和插图风格也可能是我关注的重点,清晰、准确的图形能够极大地帮助理解证明过程,而优美的排版则能提升阅读的整体体验。我希望这本书的语言风格既能保持科学的严谨性,又不失文学的美感,让学习几何不再是一件枯燥的任务,而是一次充满探索乐趣的旅程。

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《Methods for Euclidean Geometry》——仅仅是这个名字,就已经唤起了我内心深处对数学纯粹之美的渴望。我曾经沉迷于解构一道道复杂的几何题,享受在逻辑的迷宫中寻找清晰路径的快感。而这本书,从书名上看,似乎正是提供了这样一条通往“欧氏几何方法论”的清晰路径。我非常好奇书中将如何定义和解释“方法”。它是否会从最基础的作图工具(如尺规)出发,讨论各种几何构造的可能性?又或者,它会更侧重于推理的技巧,例如归谬法、数学归纳法在几何证明中的应用?我非常期待书中能有一些“非常规”的证明技巧,能够帮助我打破思维定势,以全新的视角去审视那些熟悉的定理。例如,在处理空间几何问题时,我希望这本书能提供一些直观的辅助方法,而不仅仅是枯燥的符号演算。同时,我也希望书中能有所谓的“名题解析”或“专题研究”,深入探讨一些经典几何问题的解法,比如阿波罗尼奥斯圆、斯图尔特定理等,并分析不同解法的优劣。这本书的受众定位也可能是我考量的因素。它是否会是一本面向高中生、大学生,还是数学爱好者?如果它能提供不同深度的内容,或者有专门的章节划分,那么它的适用性会更广。我期望这本书不仅仅是定理的罗列,更能引导我思考“为什么”这样证明,以及“还有没有其他方法”的可能性,从而真正掌握欧几里得几何的精髓。

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当我看到《Methods for Euclidean Geometry》这个书名时,我的脑海中立刻浮现出无数与它相关联的画面:古希腊先贤们在广场上挥舞着手臂,用简单的工具和智慧勾勒出完美的图形;后世的数学家们皓首穷经,试图从最基本的公理出发,构建起一个宏伟的几何王国。我对这本书的期待,不仅仅在于它可能包含的丰富定理和证明,更在于它能否带我领略欧几里得几何的“精神”。我希望它能够深入浅出地讲解那些看似简单却蕴含深刻哲理的公理和定义,让我理解为何它们会被选择,以及它们是如何支撑起整个体系的。我尤其对书中对于“证明”的探讨非常感兴趣。证明不仅仅是推理的逻辑链条,更是一种思维的训练,一种严谨治学的态度。我期待这本书能提供多样化的证明技巧,比如运用代数方法处理几何问题,或者利用坐标几何的视角来审视传统证明。书中是否会包含一些“非欧几何”的引言,或者对欧氏几何的局限性有所提及?这对我来说会是意外的惊喜,因为它能拓展我的视野,让我更深刻地理解数学的本质。此外,这本书的深度也可能是一个考量因素。它是否适合初学者入门,还是更侧重于为有一定基础的读者提供进阶的理论和方法?如果它能兼顾不同层次的读者,那么它的价值将大大提升。我希望能找到一本能够在我心中点燃对几何学更深层次热爱,并提供实际工具去探索这个领域的书籍。

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