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平行線公準(ユークリッドの第5公準)

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  • Euclid of Alexandria
Carved stone tablet with Euclid's Parallel Postulate and geometric diagram.

(画像はイメージです)

ユークリッドの第5公準である平行線公準は、ユークリッド幾何学を定義する公理です。この公準は、ある直線が他の2つの直線と交わり、一方の側の内角の和が2直角未満([latex]alpha + beta < 180^circ[/latex])である場合、2つの直線は最終的にその側で交わると述べています。この公準により、与えられた直線上にない点を通る平行線は一意に定まります。

平行線公準は、幾何学の歴史において最も影響力のある単一の公理と言えるでしょう。他の4つの公準と比べて複雑に感じられることから、2000年以上にわたって、他の公準から平行線公準を証明しようとする試みが続けられてきました。この試みは最終的には無駄に終わりましたが、失敗ではありませんでした。19世紀初頭、数学者たちはこの公準を否定した場合の結果について考察を始めました。これが、非ユークリッド幾何学の2つの主要な形態の発展につながったのです。

ロバチェフスキーとボヤイによって開発された双曲幾何学は、直線上にない点を通る直線が、与えられた直線に無限に存在すると仮定します。この幾何学では、三角形の内角の和は180度未満です。楕円(または リーマン幾何学リーマンによって開発された楕円幾何学は、平行線が存在しないことを前提としています。ここでは、三角形の内角の和は 180 度より大きくなります。球面は、楕円幾何学の一般的なモデルです。これらの整合性のある代替幾何学が存在し得るという発見は、パラダイムシフトでした。それは、ユークリッド幾何学が物理空間に関する絶対的な真理ではなく、可能な数学的構造の 1 つであることを示しました。この認識は、時空を曲がった非ユークリッド多様体としてモデル化するアルベルト・アインシュタインの一般相対性理論の発展にとって極めて重要でした。

UNESCO Nomenclature: 1204
幾何学

タイプ

抽象システム

混乱

基礎

使用法

広く普及している

前駆物質

  • タレスの幾何学に関する研究
  • Pythagorean 数学
  • プラトンの公理系への強調
  • 初期のギリシャの幾何学における線と角度の概念

アプリケーション

  • 都市グリッド計画
  • 美術における遠近法描画
  • computer-aided design (CAD) for mechanical parts
  • 測量と地図作成
  • 平面上でのロボット経路計画

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

  • developing more efficient routing algorithms for flat-surface robotics
  • creating perfectly parallel micro-channels for lab-on-a-chip devices
  • designing architectural structures with guaranteed parallel elements for modular construction
  • a software tool for artists to enforce perfect perspective based on a single vanishing point
  • optimizing urban planning grids for traffic flow
  • a virtual reality environment for teaching the differences between Euclidean and non-Euclidean spaces
  • creating new cryptographic systems based on geometric properties
  • designing fault-tolerant sensor arrays in a planar configuration
関連: 平行線公準、ユークリッドの第5公準、非ユークリッド幾何学、プレイフェアの公理、双曲幾何学、楕円幾何学、公理、幾何学。

歴史的背景

平行線公準(ユークリッドの第5公準)

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1736

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

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