Геометрии Галилея и Минковского как описания пространства-времени

Этапы развития теории описания пространства, сущность принципа относительности, сформулированного Галилеем. Геометрия Минковского как описание пространства – времени, основные понятия ее описания. Разработка практических занятий по данным темам.

Рубрика Математика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 24.02.2010
Размер файла 354,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Основы конструкти-
вной геометрии. Ос-
новные геометричес-

кие построения.

2

2. Систематический

этап

1. Метод пересечения фигур
2. Алгебрaический
метод
3. Метод параллель
ного переноса

4. Метод подобия

5

3. Итоговый этап

Самостоятельная ра-

бота

1

Практические занятия по теме «Методы решения задач на построение»

Занятие 1

Тема: Основы конструктивной геометрии
Цели: 1. Ознакомление с основными требованиями конструктивной геометрии;
Формирование системы аксиом инструментов построения: линейки, циркуля, двусторонней линейки, прямого угла.
Оборудование:
Рассмотренные выше инструменты;
Плакаты, отражающие основные свойства конструктивной геометрии.
Методы и средства:
Лекция с включённой беседой;
Параллельная работа учителя у доски, а учащихся в тетради;
Самостоятельная работа учащихся в тетради.
План-коспект занятия:
1. Организационный момент.
2. Вступительная беседа и объяснение нового материала.
Преподаватель: Данные занятия затрагивают основные моменты очень интересного раздела геометрии, который называется конструктивная геометрия. Как раздел общей геометрии, она изучает геометрические построения. В конструктивной геометрии существуют основные требования.
Каждая данная фигура построена;
Если построены две или более фигуры, то построено их соединение;
Если две фигуры построены, то можно установить является ли их пересечение пустым множеством;
Если разность двух фигур не является пустым множеством, то эта разность построена;
Можно построить точку, заведомо принадлежащую или не принадлежащую построенной фигуре.
Преподаватель: Каждая задача на построение состоит из требования построить ту или иную фигуру при помощи данных соотношений между элементами искомой фигуры и элементами данной фигуры, используя данный набор инструментов. Мы будем рассматривать построения при помощи циркуля и линейки.
Таким образом, каждая построенная фигура, удовлетворяющая требуемым условиям задачи, называется решением задачи. Найти решение задачи на построение, - значит, свести её к конечному числу из некоторых элементарных построений, то есть указать пошаговую последовательность построений, после выполнения которых мы получим искомую фигуру.
Решить задачу на построение, - значит найти все её решения. А теперь рассмотрим элементарные построения (см. Глава 1, § 1,2).
Преподаватель: На уроках геометрии вы уже выполняли некоторые простые задачи на построение. Давайте вспомним какие.
Учащиеся: Деление отрезка пополам, деление угла пополам, построение треугольника по двум сторонам и углу между ними, по трём сторонам, по двум углам и прилежащей стороне.
Преподаватель: Правильно. Попытайтесь самостоятельно выполнить эти построения.
Каждому ученику предлагается задача на построение.
Предлагаемые задачи:
Разделите отрезок пополам.
Разделите угол пополам.
Постройте треугольник по двум сторонам и углу между ними.
Постройте треугольник по трём сторонам.
Постройте треугольник по двум углам и прилежащей стороне.
Домашнее задание: Выполнить нерассмотренные задачи на построение.

Заключение

На основе четырехмерного псевдоевклидова пространства индекса 1 может быть построена такая модель мира, которая всецело согласуется со специальной теорией относительности, даже объясняет ее и постулаты Эйнштейна, и при этом ни в чем не противоречит той картине мира, которую рисуют нам чувственные восприятия.

Вообще на изотропной плоскости угол между векторами может принимать лишь одно из двух значений: угол между любыми неизотропными векторами равен нулю, угол между любым неизотропным вектором и изотропным равен . Все изотропные прямые на изотропной плоскости параллельны между собой, но отношение параллельности, как линейное свойство пространства, само по себе не характеризуется величиной угла. Вместе с тем изотропные прямые изотропной плоскости перпендикулярны одна другой и каждая самой себе. Метрическому отношению перпендикулярности изотропных не соответствует определенная величина угла.

Из специальной теории относительности следует, что пространство и время не независимы: при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой пространственные координаты и время преобразуются друг через друга посредством преобразований Лоренца. Введение пространства Минковского позволяет представить преобразования Лоренца как преобразование координат событий x1, x2, x3, x4 при поворотах четырехмерной системы координат в этом пространстве.

Своеобразие геометрии пространства Минковского определяется тем, что расстояние между двумя точками (событиями) определяется квадратами составляющих четырехмерного вектора на временную и пространственные оси с разными знаками. Вследствие этого четырехмерный вектор с отличными от нуля составляющими может иметь нулевую длину; это имеет место для вектора, соединяющего два события, связанных световым сигналом.

Геометрия пространства Минковского позволяет наглядно интерпретировать кинематические эффекты специальной теории относительности (изменения длин и скорости течения времени при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой) и лежит в основе современного математического аппарата теории относительности.

Литература

1. Алгебра, геометрия. Пробные учебники для 7 класса средней школы. - М.: Просвещение, 1983, с. 72.

2. Барсуков А.Н. Алгебра, ч. 1.-М.: Учпедгиз, 1958, с. 50.

3. Вигнер Е. Непостижимая эффективность математики в естественных науках // УФН. - 1968.-Т. 94, вып. 3.-С. 537, 540.

4. Головина. Л.И. Линейная алгебра и некоторые ее приложения. - М.: Наука, 1985, с. 83.

5. Дубнов Я.С. Основы векторного исчисления, ч. 1. - М.; Л.: Гостехиздат, 1950, с. 21.

6. Ильин В.А., Позняк Э.Г. Аналитическая геометрия. - М.: Наука, 1981, с. 46.

7. Ильин, В.А., Позняк Э.Г. Линейная алгебра. - М.: Наука, 1984, с. 41, 82.

8. Курош А.Г. Курс высшей алгебры. - М.: Гостехиздат, 1952, с. 9.

9. Принцип относительности. Сборник работ по специальной теории относительности. - М.: Атомиздат, 1973, с. 173, 167, 168.

10. Рашевский П.К. Риманова геометрия и тензорный анализ. - М.: Наука, 1967, с. 86, 296.

11. Савельев II, В. Курс общей физики, т. 1. - М.: Наука, 1986, с. 51.

12. Сазанов А.А. Четырехмерный мир Минковского. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - (Пробл. науки и техн. прогресса). - 224 с.

13. Сойер У.У. Прелюдия к математике. - М.: Просвещение, 1972, с. 8, 54.

14. Угаров В.А. Специальная теория относительности. - М.: Наука, 1977, с. 315-332, 146.

15. Фихтенголъц Г.М. Основы математического анализа, т. 1. - М.: Наука, 1968, с. 16.

16. Храмов Ю.А. Физики. Биографический справочник. - М.: Наука, 1983, с. 169, 278, 225.

17. Шабат Б.В. Введение в комплексный анализ, ч. 1. - М.: Наука, 1985, с. 5.


Подобные документы

  • Исследование геометрии поверхностей четырехмерного псевдоевклидова пространства индекса один (пространства Минковского). Определение пространства Минковского, его основные особенности, типы прямых и плоскостей. Развертывающиеся и линейчатые поверхности.

    дипломная работа [1,7 M], добавлен 17.05.2010

  • Основная задача геометрии чисел. Теорема Минковского. Доказательство теоремы Минковского. Решётки. Критические решётки. "Неоднородная задача". Герман Минковский (Minkowski) (1864 - 1909) - выдающийся математик, еврей, родом из России, профессор.

    курсовая работа [581,4 K], добавлен 29.05.2006

  • Наделение множества метрикой, основные аксиомы метрического пространства. Равномерная метрика, нормы элементов и линейное пространство. Фундаментальная последовательность элементов линейного нормированного пространства. Понятие банахова пространства.

    реферат [375,9 K], добавлен 04.12.2011

  • Особенности неподвижного геометрического трехмерного пространства, его отличительные признаки от подвижного пространства. Отличия физической сущности скорости от математической. Понятие производной вектора по времени, методика и этапы ее определения.

    статья [174,3 K], добавлен 25.12.2010

  • Основные положения теоретического курса по начертательной геометрии. Эпюры - примеры построения, а также подробные описания методов решения. Описание решения типовых задач по каждой теме начертательной геометрии и их основные теоретические положения.

    учебное пособие [8,1 M], добавлен 16.10.2011

  • Возникновение геометрии как науки о формах, размерах и границах частей пространства, которые в нем занимают вещественные тела. Появление геометрии в Греции к концу VII в. до н. э. Теорема Пифагора и развитие методов аналитической геометрии Гаусса.

    реферат [38,5 K], добавлен 16.01.2010

  • Элементы общей теории многомерных пространств. Понятие векторного многомерного пространства на основе аксиоматики Вейля. Евклидово векторное пространство. Четырёхмерное пространство, его пределение и исследование. Применение многомерной геометрии.

    дипломная работа [1,0 M], добавлен 24.02.2010

  • Понятие и основные характеристики пространства Соболева, их главные свойства, сущность простейшей теоремы вложения. Порядок применения пространства Соболева для доказательства существования и единственности обобщённого решения уравнения Лапласа.

    курсовая работа [232,5 K], добавлен 12.10.2009

  • Понятие нормированного пространства. Пространства суммируемых функций. Интеграл Лебега-Стилтьеса. Интерполяция в пространствах суммируемых функций. Теорема Марцинкевича и ее применение. Пространства суммируемых последовательностей.

    дипломная работа [354,0 K], добавлен 08.08.2007

  • Основы геометрии чисел. Решетки, подрешетки и их базисы. Основные теоремы геометрии чисел. Связь квадратичных форм с решетками. Методы геометрии чисел для решения диофантовых уравнений. Теорема Минковского о выпуклом теле. Квадратичная форма решетки.

    дипломная работа [884,6 K], добавлен 24.06.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.