Неевклидова геометрия. Лобачевский, Риман и др.


Расписание Лекций и Семинаров.

# Число Тема
1. Суб., 4 авг. 1. Введение. Аксиоматический подход к геометрии. "Начала" Евклида. Определения Евклида. Можно ли определить элементарные объекты? Постулаты Евклида. 2. Пятый постулат. Постулат о параллельности. Разные формы пятого постулата. Аксиомы Евклида. Более полная система аксиом Гильберта (историческая справка). Связь между пятым постулатом и суммой углов треугольника. 3. Абсолютная геометрия. Теорема о том, что сумма углов треугольника меньше двух прямых углов.
1с. Вос., 5 авг. Углы вписанные в окружность.
2. Пон., 6 авг. Сумма углов треугольника. Две альтернативы для суммы углов треугольника. S=2d (постулат Евклида) и S<2d (постулат Лобачевского). 4. Геометрия Лобачевского. Возможность провести много прямых проходящих через данную точку и не пересекающих данную прямую в геометрии Лобачевского. Расходящиеся и параллельные прямые. Угол и направление параллельности. Дефекты треугольников и многоугольников. Теорема о сложении дефектов. Подобные фигуры. Абсолютная единица длины в геометрии Лобачевского. 5. Модель Пуанкаре на круге I. "Плоскость", "точки" и "прямые". Верен ли пятый постулат в модели Пуанкаре? 6. Инверсия. Теорема о секущей. Определение инверсии. Простейшие свойства инверсии.
2с. Вт., 7 авг. Инверсия. Определение и простейшие свойства.
3. Чет., 9 авг. Свойства инверсии. Отображение прямых и окружностей в прямые и окружности. Окружности инвариантные относительно инверсии. 7. Модель Пуанкаре на круге II. Зачем нужны "модели"? Первый постулат Евклида. Абсолют.
3с. Пят., 10 авг. Свойства инверсии. Использование инверсии для решения некоторых геометрических задач.
4. Суб., 11 авг. Расходящиеся и параллельные прямые. Треугольники. Подобные треугольники. 8. Конгруэнтность, движения и отражения. Зеркальные отражения относительно прямых и движения плоскости. Конгруэнтность фигур в геометрии Евклида. Отражения относительно прямых Пуанкаре (инверсии) и движения гиперболической плоскости. Конгруэнтность фигур в модели Пуанкаре. 8. Расстояния в геометрии Лобачевского. Измерения отрезков. Движения гиперболической плоскости. Гиперболическая длина.
4с. Вос., 12 авг. Движения Евклидовой плоскости. Поворот, параллельный перенос и зеркальные отражения.
5. Пон., 13 авг. Логарифмическая функция. Свойства логарифма. Определение гиперболической длины. Угол параллельности. Функция Лобачевского. Формула Лобачевского.
5с. Вт., 14 авг. Логарифм. Тригонометрия.
6. Ср., 15 авг. Экспонента и гиперболические функции. Метрика на плоскости Лобачевского в гиперболических полярных координатах на круге Пуанкаре. Длина окружности на плоскости Лобачевского и в геометрии Римана (на сфере).
6с. Чет., 16 авг. Окружности на круге Пуанкаре. Метрика и длина окружности.
7. Пят., 17 авг. Площадь сферического треугольника. Площадь треугольнила на плоскости Лобачевского. Кривизна. Трактриса и псевдосфера.
7с. Вос., 19 авг. Площади. Геометрия на сфере. Геометрия на кривой поверхности.
8. Пон., 20 авг. 9. Дальнейшее развитие геометрии. 1) Аксиоматический подход к геометрии. Система аксиом Гильберта. Непротиворечивость, минимальность и полнота аксиоматической системы. 2) Теоретико-групповой подход к геометрии. Эрлангенская програма Ф. Клейна. Абстрактная группа. Группы преобразований. Геометрия как инварианты группы. Примеры: а) непрерывные преобразования и топология; б) проективные преобразования и проективная геометрия, проективные инварианты, бесконечно-удалённые точки и прямые, аксиомы проективной геометрии;
9. Вт., 21 авг. Геометрии Евклида, Лобачевского и Римана из проективной геометрии. в) Пространство Минковского. Метрика на пространстве Минковского. Псевдоевклидовы пространства. 3) Дифференциальная геометрия. Метрика и кривизна. Риманова геометрия на многообразиях. 10. Геометрия реального мира. История и первые эксперименты. Геометрия и гравитация. Уравнения Эйнштейна. Энергия и кривизна. Космология и черные дыры. Теория струн. 11. Геометрия Лобачевского и Квантовый Эффект Холла.
Ср., 22 авг. Прощальные контрольные.