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幾何基礎什麼意思

發布時間: 2023-09-02 08:19:52

㈠ 初一數學幾何基礎知識點總結歸納

一、目標與要求

1.能從現實物體中抽象得出幾何圖形,正確區分立體圖形與平面圖形;能把一些立體圖形的問題,轉化為平面圖形進行研究和處理,探索平面圖形與立體圖形之間的關系。

2.經歷探索平面圖形與立體圖形之間的關系,發展空間觀念,培養提高觀察、分析、抽象、概括的能力,培養動手操作能力,經歷問題解決的過程,提高解決問題的能力。

3.積極參與教學活動過程,形成自覺、認真的學習態度,培養敢於面對學習困難的精神,感受幾何圖形的美感;倡導自主學習和小組合作精神,在獨立思考的基礎上,能從小組交流中獲益,並對學習過程進行正確評價,體會合作學習的重要性。

二、知識框架

三、重點

從現實物體中抽象出幾何圖形,把立體圖形轉化為平面圖形是重點;

正確判定圍成立體圖形的面是平面還是曲面,探索點、線、面、體之間的關系是重點;

畫一條線段等於已知線段,比較兩條線段的長短是一個重點,在現實情境中,了解線段的性質「兩點之間,線段最短」是另一個重點。

四、難點

立體圖形與平面圖形之間的轉化是難點;

探索點、線、面、體運動變化後形成的圖形是難點;

畫一條線段等於已知線段的尺規作圖方法,正確比較兩條線段長短是難點。

五、知識點、概念總結

1.幾何圖形:點、線、面、體這些可幫助人們有效的刻畫錯綜復雜的世界,它們都稱為幾何圖形。從實物中抽象出的各種圖形統稱為幾何圖形。有些幾何圖形的各部分不在同一平面內,叫做立體圖形。有些幾何圖形的各部分都在同一平面內,叫做平面圖形。雖然立體圖形與平面圖形是兩類不同的幾何圖形,但它們是互相聯系的。

2.幾何圖形的分類:幾何圖形一般分為立體圖形和平面圖形。

3.直線:幾何學基本概念,是點在空間內沿相同或相反方向運動的軌跡。從平面解析幾何的角度來看,平面上的直線就是由平面直角坐標系中的一個二元一次方程所表示的圖形。求兩條直線的交點,只需把這兩個二元一次方程聯立求解,當這個聯立方程組無解時,二直線平行;有無窮多解時,二直線重合;只有一解時,二直線相交於一點。常用直線與X軸正向的夾角(叫直線的傾斜角)或該角的正切(稱直線的斜率)來表示平面上直線(對於X軸)的傾斜程度。

4.射線:在歐幾里德幾何學中,直線上的一點和它一旁的部分所組成的圖形稱為射線或半直線。

5.線段:指一個或一個以上不同線素組成一段連續的或不連續的圖線,如實線的線段或由「長劃、短間隔、點、短間隔、點、短間隔」組成的雙點長劃線的線段。

線段有如下性質:兩點之間線段最短。

6.兩點間的距離:連接兩點間線段的長度叫做這兩點間的距離。

7.端點:直線上兩個點和它們之間的部分叫做線段,這兩個點叫做線段的端點。

線段用表示它兩個端點的字母或一個小寫字母表示,有時這些字母也表示線段長度,記作線段AB或線段BA,線段a。其中AB表示直線上的任意兩點。

8.直線、射線、線段區別:直線沒有距離。射線也沒有距離。因為直線沒有端點,射線只有一個端點,可以無限延長。

9.角:具有公共端點的兩條不重合的射線組成的圖形叫做角。這個公共端點叫做角的頂點,這兩條射線叫做角的兩條邊。

一條射線繞著它的端點從一個位置旋轉到另一個位置所形成的圖形叫做角。所旋轉射線的端點叫做角的頂點,開始位置的射線叫做角的始邊,終止位置的射線叫做角的終邊。

10.角的靜態定義:具有公共端點的兩條不重合的射線組成的圖形叫做角。這個公共端點叫做角的頂點,這兩條射線叫做角的兩條邊。

11.角的動態定義:一條射線繞著它的端點從一個位置旋轉到另一個位置所形成的圖形叫做角。所旋轉射線的端點叫做角的頂點,開始位置的射線叫做角的始邊,終止位置的射線叫做角的終邊

12.角的符號:角的`符號:

13.角的種類:角的大小與邊的長短沒有關系;角的大小決定於角的兩條邊張開的程度,張開的越大,角就越大,相反,張開的越小,角則越小。在動態定義中,取決於旋轉的方向與角度。角可以分為銳角、直角、鈍角、平角、周角、負角、正角、優角、劣角、0角這10種。以度、分、秒為單位的角的度量制稱為角度制。此外,還有密位制、弧度制等。

銳角:大於0,小於90的角叫做銳角。

直角:等於90的角叫做直角。

鈍角:大於90而小於180的角叫做鈍角。

平角:等於180的角叫做平角。

優角:大於180小於360叫優角。

劣角:大於0小於180叫做劣角,銳角、直角、鈍角都是劣角。

周角:等於360的角叫做周角。

負角:按照順時針方向旋轉而成的角叫做負角。

正角:逆時針旋轉的角為正角。

0角:等於零度的角。

餘角和補角:兩角之和為90則兩角互為餘角,兩角之和為180則兩角互為補角。等角的餘角相等,等角的補角相等。

對頂角:兩條直線相交後所得的只有一個公共頂點且兩個角的兩邊互為反向延長線,這樣的兩個角叫做互為對頂角。兩條直線相交,構成兩對對頂角。互為對頂角的兩個角相等。

還有許多種角的關系,如內錯角,同位角,同旁內角(三線八角中,主要用來判斷平行)!

14.幾何圖形分類

(1)立體幾何圖形可以分為以下幾類:

第一類:柱體;

包括:圓柱和稜柱,稜柱又可分為直稜柱和斜稜柱,稜柱體按底面邊數的多少又可分為三稜柱、四稜柱、N稜柱;

稜柱體積統一等於底面面積乘以高,即V=SH,

第二類:錐體;

包括:圓錐體和棱錐體,棱錐分為三棱錐、四棱錐以及N棱錐;

棱錐體積統一為V=SH/3,

第三類:球體;

此分類只包含球一種幾何體,

體積公式V=4R3/3,

其他不常用分類:圓台、稜台、球冠等很少接觸到。

大多幾何體都由這些幾何體組成。

(2)平面幾何圖形如何分類

a.圓形

b.多邊形:三角形(分為一般三角形,直角三角形,等腰三角形,等邊三角形)、四邊形(分為不規則四邊形,體形,平行四邊形,平行四邊形又分:矩形,菱形,正方形)、五邊形、六……

註:正方形既是矩形也是菱形

㈡ 幾何的幾何基礎

希爾伯特《幾何基礎》 人們對《幾何原本》中在邏輯結果方面存在的一些漏洞、破綻的發現,正是推動幾何學不斷向前發展的契機。最後德國數學家希爾伯特在總結前人工作的基礎上,在他1899年發表的《幾何基礎》一書中提出了一個比較完善的幾何學的公理體系。這個公理體系就被叫做希爾伯特公理體。
希爾伯特不僅提出了—個完善的幾何體系,並且還提出了建立一個公理系統的原則。就是在一個幾何公理系統中,採取哪些公理,應該包含多少條公理,應當考慮如下三個方面的問題:
第一,共存性(和諧性),就是在一個公理系統中,各條公理應該是不矛盾的,它們和諧而共存在同一系統中。
第二,獨立性,公理體系中的每條公理應該是各自獨立而互不依附的,沒有一條公理是可以從其它公理引伸出來的。
第三,完備性,公理體系中所包含的公理應該是足夠能證明本學科的任何新命題。
這種用公理系統來定義幾何學中的基本對象和它的關系的研究方法,成了數學中所謂的「公理化方法」,而把歐幾里得在《幾何原本》提出的體系叫做古典公理法。 公理化的方法給幾何學的研究帶來了一個新穎的觀點,在公理法理論中,由於基本對象不予定義,因此就不必探究對象的直觀形象是什麼,只專門研究抽象的對象之間的關系、性質。從公理法的角度看,我們可以任意地用點、線、面代表具體的事物,只要這些具體事物之間滿足公理中的結合關系、順序關系、合同關系等,使這些關系滿足公理系統中所規定的要求,這就構成了幾何學。
因此,凡是符合公理系統的元素都能構成幾何學,每一個幾何學的直觀形象不止只有—個,而是可能有無窮多個,每一種直觀形象我們把它叫做幾何學的解釋,或者叫做某種幾何學的模型。平常我們所熟悉的幾何圖形,在研究幾何學的時候,並不是必須的,它不過是一種直觀形象而已。
就此,幾何學研究的對象更加廣泛了,幾何學的含義比歐幾里得時代更為抽象。這些,都對近代幾何學的發展帶來了深遠的影響。

㈢ 幾何學基礎的陳述

古代學者就已開始著手改善《幾何原本》中所陳述的那個歐氏幾何公理系統.古希臘數學家、力學家阿基米德(Archimedes)就曾為了嚴格陳述關於長度、面積和體積的測量理 論而擴充過歐幾里得的公設表.人所共知的阿基米 德公設便是其中一例.
直到19世紀末期,人們才第一次給出了一個完備的公理系統.從這個公理系統出發,能夠不依靠任何空間觀 念的直觀而推出歐氏幾何的所有定理.這一公理系統的構造成功應歸功於德國數學家希爾伯特 (Hilbert,D.).他的這個歐幾里得幾何公理系統於1899年首次發表,並由此而激起了人們對歐幾里得 幾何基礎的廣泛關注.他的《幾何基礎》不僅解決了如何用公理化方法研究幾何學的基礎問題,還把公 理化方法推向了完善化階段,以致使該書成為近代 公理化思想方法的代表作.而公理化方法又有力地推動著數學基礎的研究與探索.
19世紀的俄國年輕數學家羅巴切夫斯基產生了與前人完全不同的信念:他認為第五公設不能從其餘的幾何公理中推演 出來,歐氏幾何不是惟一的真實.於是羅巴切夫斯基在歐氏幾何公理系統中剔除第五公設,卻同時加進 一個相反於第五公設的公理過平面上一已知直線 外的一點,至少可以引兩條直線與該已知直線不相 交.人們稱之為「羅氏公設「因此構造出一個新的 幾何系統,稱為羅巴切夫斯基幾何系統。
直到19世紀末葉,法國數學家龐加萊(Poincare,(J.-)H.)率先在歐氏幾何系統中構造了 一個羅氏幾何模型,就是在歐氏幾何系統中選取三類幾何對象,分別稱為羅氏平面、羅氏直線、羅氏點, 亦即分別作為羅氏幾何元素「平面、直線、點」的解 釋,然後再去驗證所選的這些幾何對象之間的關系 能以滿足羅氏幾何系統的每一條公理的要求.
法國數學家笛卡兒(Descartes,R.)所創建之解析幾何的啟發,終於在實數系統中構造了一個歐氏幾何系統的模型.這 樣,只要假定實數系統是無矛盾的,則歐氏幾何與羅氏幾何都是相容的.並由此可以進一步得出結論:第 五公設是不可能從其他公設、公理中作為定理而被證明,否則羅氏幾何系統中將有第五公設與羅氏公 設並存而成為矛盾系統了.因而相對於實數系統為 相容系統而言,第五公設問題已獲得了明確的答案. 但實數系統究竟相容與否,最終又要歸結到作為整 個經典數學之理論基礎的集合論的相容性問題.還 應指出,當時年僅21歲的匈牙利數學家波爾約 (Bolyai,J)和德國數學家髙斯(Gauss,G.F.)也不約而同地發現了新幾何的存在。