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几何证题必须注意理论基础—兼与张景中院士、彭翕成先生商榷

已有 2950 次阅读 2018-6-27 12:30 |个人分类:数学|系统分类:科普集锦

刘瑞祥

  标题中的“理论基础”即是“几何基础”,即与几何证明有关的公理体系等问题。众所周知,传统的几何学是在公理、定义之上逻辑地展开的,公理、定义就相当于“已知条件”,所以要研究几何证明题,必须考虑所依据的公理。

  窃以为,彭翕成、张景中合著的《仁者无敌面积法》就没有注意到这一点。请看书中关于“等角对等边”的的证明:

  这里提到的“共角定理”,指的是同一页中的下面内容:

  显然,这里用到了“等高三角形面积之比等于底的比”这个依据,而这需要以“平行公理”作为前提。换言之,如果“平行公理”不成立(即在所谓“非欧几何”里),那么共角定理即不能成立,而前面所引“等边对等角”的证明也就站不住脚了。事实上,现在一般的初中几何课本里对于等边对等角的证明,完全和“平行公理”无关,也就不存在上述的毛病。

  在网络上,还有人用以下的方法来证明这个并不复杂的定理(图略):

作三角形ABC的外接圆,因为角B和角C相等,则相等的圆周角所对的弦AC、AB相等。

  这个方法看上去很“巧妙”,但用本文提到的标准衡量,也是有问题的,因为这里默认了任意三角形必然有外接圆。而只有在平行公理成立的条件下,因为同一直线的垂线和斜线一定相交,才能保证任意三角形有外接圆。因此,这个证明也是不合适的。

  本来,“等角对等边”这是很简单的定理,和是不是欧氏空间无关,但因为本文的两个证明都默认了平行公理,从一个角度来说是把证明的适用范围缩小了,从另一个角度来说是主观地增加了条件。


PS:刚才通过微信公共号和本书作者之一彭翕成先生联系了,他推荐了《几何定理机器证明的几何不变量方法》一书的第六章,是讲非欧几何证明的,但是我目前没有这本书,因此无缘过目。下面仅是通过网络找到的目录截图,并对彭先生的回应表示感谢,并删掉前面原来所说的““面积法”从本质来说就无法证明“绝对几何”中的命题”一句:

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