为什么欧氏几何的第五公设不能被证明 ?

为什么欧氏几何的第五公设不能被证明 ?

用《几何原本》中给出的其它定义、公理和公设,还真就没办法证明欧几里得第五公设。

也正是因为对欧几里得第五公设证明的尝试,催生出了非欧几何的诞生。

毕竟在欧几里得的那个年代,还没有人尝试发明出矩阵、向量这些数学模型,所以这时的几何,还处在研究具体图形的阶段,因此第五公设也就证不出来了。

但空间是相对的,取决于我们如何选定参考系,如何确定各点的坐标。而坐标的本质,就是一行一列矩阵或一列一行矩阵,也就是行向量或列向量(行向量和列向量都能作为坐标,但中学课本通常采用行向量)。

也就是说,如果更换几何中的基本定义,那么不是说欧几里得第五公设,而是所有原先的公理、公设将全部变成定理。也就是说,几个向量或向量的集合满足什么特点,或者满足一定特点的是什么向量或向量集合。平面几何图形就可以视作集合 ,这里的 指的就是 满足的条件。

诸如课本中“两点确定一条直线”、“两点之间线段最短”这些基本事实,按照这些新的定义,都是可以证出来的。

定义直线是集合 ,并定义 为直线的方向向量,那么平行就可以定义成方向向量线性相关,如果按照这个定义,那么就可以证明“同旁内角互补,两直线平行”(当然也可以证明“同位角相等,两直线平行”),如果再有角的定义,那么通过求解直线方程联立而成的方程组,就可以证明欧几里得的第五公设。

如果没有这个前提,按照欧几里得《几何原本》中的公理、定义和公设,证不出第五公设。