1.基本概念
原始概念和定义的概念;论题;论据;论证;公理系统的相容性;公理系统的独立性;公理系统的完备性。
2.基本结论
1)公理化方法建立科学体系的四个组成部分:原始概念的列举;定义的叙述;公理的列举;定理的叙述和证明;
2)早期欧几里得建立的几何公理系统是实体公理化方法;
3)希尔伯特给出的欧几里得几何学的公理系统是具有相容性、独立性、完备性的公理系统,是完善的公理体系;
4)初中平面几何和高中立体几何的公理体系是不完备的;
5)初中平面几何公理系统不具有独立性;
3.基本方法
建立科学体系的公理化方法
4.需要说明的问题
1)关于几何发展史,需要同学们课下阅读相关书籍和文献资料,加以补充。
2)非欧几何的(例如罗氏几何、黎曼几何等)相关知识,需要大家查阅文献自行加以补充。
例:简要说明欧几里得《几何原本》在几何学发展史上的卓越贡献。
答:几何原本》内容相当丰富,是一部不朽的经典著作,归纳起来主要有三个方面:
第一,从科学和数学本身来看,它是历史上第一部真正的、系统的数学科学理论著作,它把公元前3世纪以前所积累的经验几何和早期推理几何的庞大的几何知识,加工整理成理论体系,为后来几何学发展奠定了基础。实践证明,它是几何学发展的一个重要的里程碑,是人类文明遗产中的瑰宝。
第二,从科学方法论的角度来看,欧几里得吸取了亚里士多德关于建立科学理论的思想,总结了古希腊各个学派对几何方法的研究成果,在《几何原本》中确定了古典公理化方法。《几何原本》从少数基本概念和公理出发,运用形式逻辑的原理,把几何学编排成由概念、公理、命题组成的演绎体系。他的思想方法和示范性的工作,为几何学的研究开创了史无前例的新的途径,为公理化方法奠定了良好开端。在此基础上,公理化方法逐步发展成为近代公理化方法,并超越几何学的界限,被应用的整个数学和其它科学领域。
第三,从数学教育方面来看,由于《几何原本》已经把几何知识编排成系统的科学著作,自然就成为传播几何知识的重要教材,它在世界上引起的巨大影响,使欧几里得的名字几乎成为几何学代名词。世界上各国的中学几何教材,几乎都是以《几何原本》的内容、方法编排而成的。