物理作業-科學家 電通一 A 9630006 楊志偉 歐基里德-生平:
歷史上有關歐基里德個人履歷及性格的記載不多。只知道他誕生於公元前 325 年 左右,在約公元前 300 年他是個數學教授。甚至連他的出生日期及地點亦不詳。
然而,他的數學著作至今仍是學校的基本教材。在西方,能為後世人如此廣泛研 究及應用的著作只有聖經可比而已。
歐基里德-貢獻:
歐氏的偉大著作「幾何原本」共有十三卷。我們現今在學校的幾何教材均來自其 中的九卷。在這十三卷中,第一至第六卷是平面幾何學,前四卷是最基本的東西,
如線,角,三角形,多邊形,圓等基本作圖及性質。第五卷是敘述一些定理及證 明。第六卷是討論一些應用問題。第七卷至第十卷是數論,它是研究數的整除性,
幾何級數及質數的一些性質。第十一卷至十三卷是立體幾何學。
「幾何原本」一書,在五世紀以阿拉伯文流傳下來。至十世紀譯成拉丁文傳入西 歐各國。直至 1607 年中國的徐光啟和義大利傳教士利瑪竇同將「幾何原本」的 前六卷譯為中文。後幾卷直至 1857 年才由李善蘭及偉烈亞力合譯而成。
其實,在他的著作中僅有小部份定理是他自己創造的,大多數的定理均是由他收 集而編訂成一巨著,他可說是一個起點加上一系列的公理和假設,將各數學家的 智慧加以簡化綜合及邏輯性的推理,最後成為一部自古以來最偉大的教本。他的 著作由初版至今共出了一千版之多。
《幾何原本》﹝Elements﹞,是一部劃時代的著作,就其大部份內容來說,是對 於公元前七世紀以來,希臘幾何積聚起來的豐富成果作出高度成功的編纂和系統 的整理,其主要功績在於對命題的巧妙選擇,和把它們排列進由少數初始假定出 發,演繹地推導出的合乎邏輯的序列中。換言之,《原本》偉大的歷史意義在於 它是用公理方法建立起演繹體系的最早典範。
《幾何原本》的內容:
第一卷很自然地是從必要的初步的定義、公設和公理開始;
第二卷討論面積的變換和畢氏學派的幾何式代數;
第三卷包括中學幾何課本中許多關於圓、弦、割線、切線及有關角的量度的定理;
第四卷討論用直尺和圓規作正三角形、正四、五、六和十五邊形,以及在給定圓 內﹝外﹞作這些內接﹝外 切﹞正多邊形;
第五卷是對歐多克索斯比例理論的精彩闡述;
第六卷把歐多克索斯的比例理論應用於平面幾何;
第七、八、九卷講的是初等數論;
第十卷討論無理數;
歐基里德-理論:
歐幾里得提出了 5 個公理和 5 個公設:
公理 1 與同一件東西相等的一些東西,它們彼此也是相等的。
公理 2 等量加等量,總量仍相等。
公理 3 等量減等量,餘量仍相等。
公理 4 彼此重合的東西彼此是相等的。
公理 5 整體大於部分。
公設 1 從任意的一個點到另一個點,作一條直線是可能的。
公設 2 把有限的直線不斷循直線延長是可能的。
公設 3 以任一點為圓心和任一距離為半徑作一圓是可能的。
公設 4 所有的直角都相等。
公設 5 如果一直線與兩直線相交,且同側所交兩內角之合小於兩 直角,則兩直 線無限延長後必相交於該側的一點。
公理的正確性是無庸置疑的,因為它們都經過了長期實踐的反覆檢驗,除了 第 5 公設外,其它公理的正確性幾乎是一目瞭然的。
歐幾里德域
在抽象代數中,歐幾里德域(也稱作歐幾里德環)是一種能作輾轉相除法的整環。 凡歐幾里德域必為主理想域。
定義
一個歐幾里德域是一整環 D 及函數 ,使之滿足下述 性質:
若 而 ,則存在 使得 a = bq + r,而且或者 r = 0,或 者 v(r) < v(b)。
若 a 整除 b,則 。
函數 v 可設想成元素大小的量度,當 時可取 v(x): = | x | 。
例子
歐幾理德域的例子包括了:
整數環 ,v(x) = | x | 。
高斯整數環 。
域上的多項式環(v(f) = degf)與冪級數環(v(f) 定義為使 Xn | f(X) 的最大非負 整數 n)。
離散賦值環,v(x) 定義為使 的最大非負整數 n,其中 表該離散賦值 環的唯一極大理想。
利用輾轉相除法(定義中的第一條性質),可以證明歐幾里德域必為主理想域,
此時理想由其中 v-值最小的元素生成。由此得到一個推論:歐幾里德域必為唯 一分解域。
並非所有主理想域都是歐幾里德域,Motzkin 證明了 的整數環在 d = − 19, − 43, − 67, − 163 時並非歐幾里德域,卻仍是主理想域。這方面的進一步結果 詳見以下文獻。