☰ Содержание · Математика

Логика планиметрии и методы решения задач

Уроки 16–17 · 2 урока · М. А. Мирзаахмедов, Ш. Н. Исмаилов, А. К. Аманов (алгебра и начала анализа), Б. К. Хайдаров (геометрия). Математика, 10 класс, части 1 и 2, 1-е издание. EXTREMUM PRESS, Ташкент, 2017
16

Логическая структура планиметрии

Учебник, часть 1: с. 97–101
ЦельЗнать аксиоматическое построение геометрии и понятия аксиомы, теоремы и определения; выделять условие и заключение теоремы; знать историю пятого постулата Евклида.
Новые слова
аксиома · aksiomaтеорема · teoremaопределение · ta’rifдоказательство · isbot
Объяснение

«Геометрия» по-гречески означает «землемерие»; планиметрия изучает фигуры на плоскости, а стереометрия — фигуры в пространстве. Геометрия строится аксиоматически: сначала основные фигуры, такие как точка и прямая, принимаются без определения, затем их основные свойства — аксиомы — принимаются без доказательства, а все остальные фигуры определяются, и их свойства доказываются как теоремы. Аксиомы планиметрии делятся на пять групп: принадлежности, порядка, измерения, откладывания равных фигур и аксиома параллельности. У теоремы есть условие (то, что дано) и заключение (то, что нужно доказать); в доказательстве можно использовать только аксиомы и ранее доказанные теоремы, даже «очевидный», но недоказанный факт использовать нельзя. Евклид (около начала III века до н. э.) изложил геометрию в своих «Началах» в 13 книгах с пятью постулатами; пятый постулат (о параллельных прямых) казался более сложным, чем остальные, поэтому на протяжении веков его пытались доказать, в том числе Омар Хайям. Н. И. Лобачевский (1792–1856) показал, что он не зависит от остальных аксиом, и создал неевклидову геометрию (в которой сумма углов треугольника меньше 180°); в этом участвовали также Я. Бойяи и К. Гаусс.

Примеры
Классификация: «Через две различные точки проходит ровно одна прямая» — аксиома; «Вертикальные углы равны» — теорема; «Отрезок — часть прямой между двумя точками» — определение.
Теорема: «Если два угла вертикальные, то они равны». Условие — два вертикальных угла ∠1 и ∠3; заключение — ∠1 = ∠3. Доказательство: ∠2 смежный с каждым из них, поэтому ∠1 + ∠2 = 180° и ∠3 + ∠2 = 180°; следовательно, ∠1 = ∠3.
Работа в классе

Игра «Аксиома или теорема?»: учитель зачитывает геометрические утверждения; ученики поднимают руку и отвечают «аксиома», «теорема» или «определение» и объясняют почему.

Упражнения
1
Назовите три этапа аксиоматического построения геометрии.
2
Выделите условие и заключение теоремы «если треугольник равнобедренный, то углы при его основании равны».
3
Два смежных угла в сумме дают 180° (аксиома измерения). Если один из них равен 58°, сколько градусов составляет другой?
4
Почему «очевидный», но недоказанный факт нельзя использовать в доказательстве?