Geometria eliptyczna - Polski Serwis Naukowy

Trójkąt na płaszczyźnie sferycznej

Geometria eliptyczna albo sferyczna (również geometria powierzchni kuli, tj. sfery) – jeden z rodzajów geometrii nieeuklidesowej, szczególny przypadek geometrii Riemanna dla stałej i dodatniej krzywizny.

Konstrukcja

Rezygnacja z postulatu równoległości geometrii euklidesowej daje możliwość przyjęcia, że przez punkt nieleżący na danej prostej nie przechodzi żadna prosta rozłączna z daną (drugą możliwością jest przyjęcie, iż takich prostych może być więcej niż jedna). W konsekwencji każde dwie proste przecinają się w pewnym punkcie, przez co brak tu pojęcia równoległości. Ponieważ proste w tej geometrii są topologicznie tożsame z okręgiem, zmiany wymagają również aksjomaty porządku na prostej, np. poprzez zastąpienie relacji leżenia między za pomocą relacji rozdzielania.

Okrąg – brzeg koła; zbiór wszystkich punktów płaszczyzny euklidesowej odległych od ustalonego punktu, nazywanego środkiem, o zadaną odległość, nazywaną promieniem.

Geometria hiperboliczna (zwana także geometrią siodła, geometrią Łobaczewskiego lub geometrią Bolyaia-Łobaczewskiego) – jedna z geometrii nieeuklidesowych.

Powyższe zmiany dają „jedynie” geometrię rzutową, jednak przyjęcie pozostałych, odziedziczonych pojęć i aksjomatów geometrii euklidesowej, w tym prostopadłości i przystawania daje geometrię eliptyczną (wymaga się więc pojęcia metryki, iloczynu skalarnego, czy prostopadłości).

Geometria uporządkowania – geometria, której jedynymi pojęciami pierwotnymi są punkty A, B, C, ... oraz trzyargumentowa relacja leżenia między [ABC], która zachodzi wtedy, gdy punkt B leży między punktami A i C. Geometria uporządkowania jest bazą dla geometrii absolutnej i geometrii afinicznej.

Topologia (gr. tópos – miejsce, okolica; lógos – słowo, nauka) – jeden z najważniejszych kierunków w matematyce współczesnej. Obiektem jej badań są te własności figur geometrycznych i brył, które nie ulegają zmianie nawet po radykalnym zdeformowaniu tych figur (a więc np. położenie i sąsiedztwo). Własności takie nazywa się własnościami topologicznymi figury.

Model sferyczny

Punktem geometrii eliptycznej w tym modelu jest para dwóch punktów antypodycznych trójwymiarowej przestrzeni euklidesowej (tzn. leżących po przeciwnych stronach wybranej sfery). Płaszczyzną jest zbiór wszystkich takich par, a prostą zbiór takich par na kole wielkim przecinającym sferę. Jako że każde dwa różne wielkie koła zawsze przecinają się w punktach antypodycznych, więc każde dwie różne proste eliptyczne przecinają się dokładnie w jednym punkcie płaszczyzny eliptycznej, czyli proste rozłączne nie istnieją. odcinkiem, czyli najkrótszym łukiem między dwoma punktami, jest zawsze łuk koła wielkiego (łuki innych kół nie są odcinkami w tym modelu), a suma kątów w trójkącie sferycznym jest zawsze większa od 180°.

Antypody (z gr. αντίποδες (antipodes) - naprzeciw stopy) – punkt na powierzchni Ziemi, który w stosunku do określonego punktu jest położony dokładnie po drugiej stronie naszej planety, tj. na drugim końcu jej średnicy. Potocznie termin ten używany jest w szerszym znaczeniu i używany jest w stosunku do wszystkich obszarów na półkuli południowej.

Przystawanie – cecha figur geometrycznych intuicyjnie rozumiana jako identyczność kształtu i wielkości. Dwie figury uważa się za przystające, jeśli istnieje izometria całej przestrzeni przekształcająca jedną figurę na drugą. Ponieważ każdą izometrię można rozłożyć na obroty i translacje, i ewentualnie symetrię, więc daje to wygodne kryterium rozpoznawania figur przystających:

Zobacz też

geometria hiperboliczna