当前位置:课程学习>>第一章>>知识讲解>>视频课堂>>知识点一

知识点一:什么是公理化方法?



几何学的公理化方法,主要是由几何本身的抽象概念的定义,进行逻辑推理、证明等特点决定的,由最初不完善的实体公理化方法,经过时间的推移,数学家们的努力,最终形成了完善的形式公理化方法。

概括地说,几何学的公理化方法是从少数原始概念和公理出发,遵循逻辑原则建立几何学演绎体系的方法。

用公理化方法建立的数学科学体系一般是由以下四个部分组成:

(1)定原始概念的列举  (2)定义的叙述 (3)公理的列举 (4)定理的叙述和证明

公理的四个组成部分并不是独立地一部分一部分地叙述和展开,而是相互交叉、相互渗透、相互依赖地按照逻辑原则演绎展开的,用这四个步骤建立的演绎体系可以概括地表示为:

其中原始概念及一系列由定义给出的概念明确了这门几何的研究对象,即图形和关系;公理和一系列定理肯定了几何对象与对象的进一步关系,即几何性质,两方面组成了这门几何学的内容。而原始概念、公理、定义、定理之间的逻辑关系形成了这门几何学的逻辑结构。一般说来,用公理化方法建立的几何学演绎体系总是由抽象内容和逻辑结构构成的统一体。决定几何体系的基础是原始概念和公理,不同的基础决定不同的几何体系,如欧氏几何、罗氏几何、黎曼几何、拓朴学等。

几何体系的逻辑结构主要取决于公理提出的先后次序,同一种几何体系由于系统的编排次序不同,可以产生不同的逻辑结构。例如,中学几何教材中的外角定理和三角形合同的角角边定理是在平行公理之后提出的,因此可依据平行公理的推论“三角形内角和等于二直角”很容易给出证明。但在希尔伯特所建立的欧氏几何的体系中,由于这两个定理是在平行公理之前提出的,所以就不允许使用“三角形内角和定理”给予证明。就是说同一欧氏几何可有多种逻辑结构,一个命题的证法不是通用的,它在这一逻辑中适用,在另一个逻辑结构中就可能不适用。