57.复习问题(a)几何学是什么?即问几何学研究什么的?(b)说明立体、表面、线及点的意义。(c)什么是图形?
如在本篇开始时所述,几何学是研究关于物体的形状、大小及其位置的诸种性质的科学。物体,只就其形状、大小着想时便得着立体、表面、线、点等等图形的思想,也已说明过了。这样就可以说:
几何学 是论究图形的性质的科学。
论究平面上所有的图形的性质,叫平面几何学。论究空间所有的图形的性质,则是立体几何学。
我们将于次讲述平面几何学及立体几何学。
58.古代的巴比仑人和埃及人虽已有关于图形的种种知识,然不过是由于房屋的建筑,田野的测量,星辰的观测等等经验所得的断片知识,不能构成一种科学。到了希腊时代,始有人把此等知识,整理起来,附以系统,以若干经验的事实为基础,而想由此等事项去导出关于图形的诸性质,这是几何学的萌芽。
现在我们所学的几何学即是从希腊时代产生的几何学。故论究关于图形的诸性质时;不能满足于只就实验、观察所确定的结果,必须要把这些归纳到更根本的事项而加以证明。
因之可以作为证明基础的事项,势必不能再由别的事项去证明,只能由直观和经验可立即决定其为真理的。于此等事项中选择若干,叫做公理。
今举公理 的重要者如次:
I.等于同一个量的各量相等。
II.等量加以相等的量,其和相等。
III.等量减去相等的量,其差相等。
IV.全量比其一部分为大。
特别关于几何图形的公理,是:
i.图形可不变其大小形状而变其位置。
ii.能使全相合的二图形,大小相等。
iii.过二点的直线有一而限于一。
在这里以前,本篇中曾由实验知道许多事项,严密说来,不能说都是公理,就是非经证明,不能无条件承认其为真理。但我们很知道这些事的确为真理,所以也不再求证明,将于次篇以下即将此等事项和其他公理为基础,由推理而求新的真理。这些新的真理,叫做定理。
定理是由公理及公理所导出的事项所能证明的真理。
59.用直线所围成的平面形叫多角形。这是多角形的定义。联结多角形不相邻二顶点的直线叫对角线,是对角线的定义。
定义是规定用语(术语)的意义的陈述。
在研究一切科学学术时,不确定其用语(术语)的意义,便有发生种种纷乱的危险,故在一切科举上,都先规定用语的义意。几何学也是如此,把定义和公理作为研究的出发点。
杂问题
1.问次记用语的定义:
平面形,圆,圆周,平角,直角,垂线,对顶角,锐角,钝角,余角,补角。
2.述圆的重要性质。
3.说明角的大小和其边的长短无关。
4.问次记方向间的角:(a)北和北东,(b)北和南东,(c)北和南。
5.分圆周为四、八、十六等分。
6.于次记各时刻,时钟的长短针间的角度如何?(a)一点二十五分,(b)二点三十分,(c)四点四十五分。
7.某人向北走 1 里,向左转 45°又走 2 里,再向右转 75°走 3 里,今以 5 分代表 1 里作此人所行路的略图,若欲走回原出发点,须转若干度,直行几里?
8.某人欲测一河面的阔 AB ,从 A 沿河岸走了 50 丈,到 C ,测得∠ AC B =36° ,试作适当的缩图以求河的阔。