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平行公设(欧几里得第五公设)

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

(图片仅供参考)

欧几里得第五公设,即平行公设,是定义欧几里得几何的公理:它指出,如果一条直线与另外两条直线相交,且交点一侧的内角和小于两个直角(α + β < 180°),那么这两条直线最终会在同一侧相交。该公设保证了过给定直线外一点的唯一平行线。

平行公设可以说是几何史上最具影响力的单一公理。与其他四条公理相比,它被认为更为复杂,因此两千多年来,人们一直在尝试用其他公理来证明它。虽然最终未能成功,但这并非一次失败。19世纪初,数学家们开始思考否定平行公设的后果。这促成了两种主要非欧几何形式的发展。

由罗巴切夫斯基和博雅伊发展的双曲几何假定,过一条直线外的一点,存在无穷多条与该直线平行的直线。在这种几何学中,三角形内角和小于180度。椭圆(或椭圆)几何 黎曼黎曼发展的椭圆几何假定不存在平行线。在椭圆几何中,三角形内角和大于180度。球面是椭圆几何的常用模型。发现这些自洽的、替代的几何学可能存在,是一次范式转变。它表明欧几里得几何并非关于物理空间的绝对真理,而是几种可能的数学结构之一。这一认识对于阿尔伯特·爱因斯坦广义相对论的发展至关重要,广义相对论将时空建模为一个弯曲的非欧几里得流形。

UNESCO Nomenclature: 1204
- 几何学

类型

抽象系统

中断

基础

用法

广泛使用

前体

  • 泰勒斯的几何学著作
  • Pythagorean 数学
  • 柏拉图对公理系统的强调
  • 古希腊早期几何学中关于线条和角度的概念

应用程序

  • 城市网格规划
  • 艺术中的透视绘画
  • computer-aided design (CAD) for mechanical parts
  • 测量和制图
  • 平面上的机器人路径规划

专利:

NA

潜在创新理念

  • 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
与以下概念相关:平行公设、欧几里得第五公设、非欧几何、普莱费尔公理、双曲几何、椭圆几何、公理、几何。

历史背景

平行公设(欧几里得第五公设)

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1635
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1736

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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