对于空间内其他任意一点,我们从原点向它做一条直线,并在末尾处画上一个指向该点的箭头,这样一来,我们便得到了一个向量。在三维空间内,我们以自身所处的位置作为原点,用“上”“左”“前”来表示方向。......
2023-11-22
欧几里得(约公元前330—前275)
1.多维度看全
约公元前300年,欧几里得完成了他的鸿篇巨作——《几何原本》。这是一本以几何为主要内容的数学事实合集,是有史以来被阅读得最为广泛的作品之一。
欧几里得的这本书不但内容经典,其成书格式也十分值得称道。全书基本只有公理、定理和证明这三个范畴的内容:初期是需要假设好哪些前提条件,从这些前提条件中可以证明出什么,以及我们是用什么方法得出结论的。
后来的数学作者们纷纷效仿、参照欧几里得的数学思路进行专业文本的写作。特别是在20世纪,一个极其精简的版本被开发出来,并自此成为数学文本的写作标准。现在,从教科书到研究论文,所有文本都采用公理、定理和证明这种写作形式。
数学研究通常包含从一组现存公理中证出新定理的过程,数学家们有时也会发明出一整组新公理。
2.关键点梳理
数学理论是可从一组给定的起始假设中证出的所有事实的集合。公理(也常称为“定义”)就是那些起始假设,它们决定了你会研究出怎样的理论。
如果你能用这些公理来进行论证,并从中推导出一个先前没人明确给出的结论,那么这个结论就被称作定理,用来得出这个结论的论证过程就是证明。证明步骤经审慎核查后确认无误,若公理为真,则得出的定理一定同样为真。(www.chuimin.cn)
参考阅读//
No. 7 集合论,第18页
No. 13 范畴,第30页
No. 14 自然数,第32页
右图:不同版本欧几里得《几何原本》的书页,这是迄今为止最有影响力的数学著作。
3.一分钟记忆
很多现代数学著作都是以一组公理为基础,看看能从中证出什么定理,或是发明、创造新的公理。
我们以公理作为假设来证明定理。
有关2页纸图解数学 : 以极聪明的方式,让你三步读懂数学的文章
对于空间内其他任意一点,我们从原点向它做一条直线,并在末尾处画上一个指向该点的箭头,这样一来,我们便得到了一个向量。在三维空间内,我们以自身所处的位置作为原点,用“上”“左”“前”来表示方向。......
2023-11-22
举例来讲,我们可以将几何课本中所讲的二维空间视为一条线与另一条线相乘的结果,而想要得到我们所处的三维空间,我们只需将二维空间再“乘以”一条线。参考阅读//No. 7集合论,第18页No. 35 抽象代数,第74页No. 59 欧几里得空间,第122页3.一分钟记忆不是只有数才可以作乘法,积的观点可以被推广到任意两个集合之间。......
2023-11-22
在初等数学中,我们会使用一个由数字构成的、满足一定代数运算规则的方形阵列,来表示由V到它自身的线性变换。而具体选用哪一个矩阵来表示这个线性变换,取决于向量空间选用了什么基。我们也可以在两个不同的向量空间之间定义线性变换。向量空间的结构在线性变换后不会发生改变。......
2023-11-22
我们能够绘制出一张轻微失真的地球局部区域平面图,但我们无法绘制出这颗行星整体的平面图。地球是一个流形,它只是在局部近似一个欧几里得平面空间。参考阅读//No. 59 欧几里得空间,第122页No. 66 极小曲面,第136页No. 70 拓扑,第144页No. 75 曲率,第154页No. 78 球面几何,第160页3.一分钟记忆流形的局部小区域看上去像略有失真的欧几里得空间区域,但它们可以以诸多不同的方式连接起来,构成整个流形。......
2023-11-22
施罗德-伯恩斯坦定理就是一个非常实用的例子。这时,椅子的数量和学生的数量一定相等。参考阅读//No. 7 集合论,第18页No. 9 映射,第22页No. 11 逆,第26页No. 16 希尔伯特旅馆,第36页右图:一个函数f与它的逆函数f -1。......
2023-11-22
一些人认为,它们证实了微积分的力量;而另一些人认为,这些事物表明了微积分这门学科的内在逻辑还存在许多漏洞。哲学家们还在持续进行着争论,而数学家们已经欣然接受了病态函数的存在。许多病态函数的图像都和这个图像类似,呈分形。如果一个病态函数导致一个矛盾出现,整个理论就会被推翻。......
2023-11-22
而在1995年,乔治·托卡斯基找到了直面墙房间也会有没被照亮的地方的例子,虽然没被照亮的地方缩小为一个点,但看起来确实和普通的房间不太一样。参考阅读//No. 15 科拉茨猜想,第34页右图:在乔治·托卡斯基房间内,将一个点光源放在房间内任意一处,会有一点且只有这一点没被照亮。......
2023-11-22
费马最后定理说的是,这些更大的n值所对应的方程都不存在解!参考阅读//No. 14 自然数,第32页No. 43 伽罗瓦理论,第90页No. 44 丢番图方程,第92页3.一分钟记忆虽然费马最后定理只是一个没有什么实际应用性的纯数学问题,但是我们在证明它的过程中发展出被广泛应用的新理念和新技巧。......
2023-11-22
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