Ero sivun ”Hyperbolinen geometria” versioiden välillä
[arvioimaton versio] | [arvioimaton versio] |
Ei muokkausyhteenvetoa |
Ei muokkausyhteenvetoa |
||
Rivi 12: | Rivi 12: | ||
==Kolmiot== |
==Kolmiot== |
||
.Jos suorakulmaisessa kolmiossa ''a'' ja ''b'' ovat kantoja ja ''c'' hypotenuusa, niin hyperbolisessa etäisyyden mittauksessa: |
|||
:: <math>\cosh c=\cosh a\cosh b\,.</math> |
:: <math>\cosh c=\cosh a\cosh b\,.</math> |
||
''cosh'' |
missä funktio''cosh'' on [[hyperbolinen funktio]],minkä vastine on [[trigonometria]]ssa ''cos'' funktio.Kaikilla [[Trigonometrinen funktio|trigonometrisillä funktioilla]] on vastaavat funktiot hyperbolisessa geometriassa.Hyperbolisessa kolmiossa pätee trigonometriset lauseet kulmissa ja kolmion kantojen suhteissa. Esimerkiksi hyperboliset vinot kolmiot, joihin kuuluu |
||
[[Sinilause]]: |
[[Sinilause]]: |
||
Rivi 40: | Rivi 40: | ||
Euklidiset kolmioissa on kulmien summa π(=180°)[[Radiaani|radiaaneissa]],mutta hyperbolisessa kolmioissa kulmien summa on aina alle π. |
Euklidiset kolmioissa on kulmien summa π(=180°)[[Radiaani|radiaaneissa]],mutta hyperbolisessa kolmioissa kulmien summa on aina alle π.Hyperbolisessa geometriass ideaali kolmionksi kutsutaan kolmiota, jonka kulmien summa on 0°. |
||
== Ympyrät,levyt ja pallot == |
== Ympyrät,levyt ja pallot == |
||
Hyperbolisessa geometriassa piiri on suurempi kuin |
Hyperbolisessa geometriassa ympyrän piiri on suurempi kuin 2πr. Se saadaan kaavasta: |
||
:<math>2\pi R \sinh \frac{r}{R} \,.</math> |
:<math>2\pi R \sinh \frac{r}{R} \,.</math> |
||
Suljetun |
Suljetun kiekon pinta-ala on: |
||
:<math>2\pi R^2 (\cosh \frac{r}{R} - 1) \,.</math> |
:<math>2\pi R^2 (\cosh \frac{r}{R} - 1) \,.</math> |
Versio 26. huhtikuuta 2013 kello 10.37
Hyperbolinen geometria käsittelee kaksiulotteista, negatiivisesti kaarevaa pintaa. Pinta muistuttaa muodoltaan hieman satulaa, ja joskus puhutaankin tässä yhteydessä satulapinnasta. Toinen esimerkkipinta on torvi. Hyperbolisen geometrian "vastakohdan" voidaan monien ominaisuuksien puolesta ajatella olevan pallo- eli elliptisen geometrian, euklidisen geometrian jääden rajatapauksena näiden kahden väliin.
Hyperbolinen geometria eroaa perinteisestä, euklidisesta, ääretöntä, tasaista tasoa käsittelevästä geometriasta monin tavoin. Muun muassa kolmion kulmien summa on aina vähemmän kuin 180 astetta, ja suoralle voidaan yksittäisen pisteen läpi piirtää ääretön määrä sille yhdensuuntaisia suoria.
Yhdensuuntaiset suorat
Koska hyperbolisessa geometriassa voidaan suoran ulkopuolisen pisteen kautta piirtää useampi kyseisen suoran kanssa yhdensuuntainen suora, ei euklidisen geometrian paralleeliaksiooma ole voimassa. Tästä seuraa, että monet eukidisessa geometriassa yhdensuuntaisille suorille tunnetut asiat eivät päde hyperbolisessa geometriassa. Muun muassa suorien m ja n ei täydy olla yhdensuuntaisia keskenään, vaikka ne olisivat molemmat yhdensuuntaisia suoran l kanssa. Lisäksi suorasta l vakioetäisyydellä olevat pisteet eivät muodosta suoraa hyperbolisessa geometriassa.
Euklidisessa geometriassa kaikki etäisyydet yhdensuuntaisten suorien välillä kertoo että kulmien rinnakkaisuus 90°.Hyberpolisessa geometriassa kulmien rinnakkaisuus vaihtelee Π(p) funktion mukaan.Tämä funktio luo erinlaisen etäisyyden kulmien rinnakkaisuudelle p= .Kun etäisyys pienenee funktio Π(p) lähestyy 90°, kun taas etäisyyden suurentuessa funkktio lähenee 0°.Jolloin funktion käyttäytyy samanlailla kuin eukliidisessa ympäristössä lähestyessään 90°.Pienissä asteikoissa katsojan on vaikeaa verrata ,missä K on gaussin kaarevuus tasosta, että onko ympäristö eukliidinen vai hyperbolinen.
Kolmiot
.Jos suorakulmaisessa kolmiossa a ja b ovat kantoja ja c hypotenuusa, niin hyperbolisessa etäisyyden mittauksessa:
missä funktiocosh on hyperbolinen funktio,minkä vastine on trigonometriassa cos funktio.Kaikilla trigonometrisillä funktioilla on vastaavat funktiot hyperbolisessa geometriassa.Hyperbolisessa kolmiossa pätee trigonometriset lauseet kulmissa ja kolmion kantojen suhteissa. Esimerkiksi hyperboliset vinot kolmiot, joihin kuuluu Sinilause:
tai
erikoistapauksessa kun C on suorakulma,niin silloin
Euklidiset kolmioissa on kulmien summa π(=180°)radiaaneissa,mutta hyperbolisessa kolmioissa kulmien summa on aina alle π.Hyperbolisessa geometriass ideaali kolmionksi kutsutaan kolmiota, jonka kulmien summa on 0°.
Ympyrät,levyt ja pallot
Hyperbolisessa geometriassa ympyrän piiri on suurempi kuin 2πr. Se saadaan kaavasta:
Suljetun kiekon pinta-ala on:
Pallon pinta-ala on:
Suljetun pallon tilavuus:
Kun halutaan n-pallomainen ympäristön mitta, missä n on pallomaisen ympäristön ulottovuus
missä avaruuskulma(Omega) voidaan laskea n ympäristössä
laskemalla auki gammafunktiossa saadaan suljetun pallon n mitta
Historia
Kahden tuhannen vuoden ajan monet matemaatikot, kuten Proklos, Ibn al-Haitham, Omar Khaijam, Nasir al-Din Tusi, Witelo, Gersonides, Alfons, ja myöhemmin Saccheri, John Wallis, Lambert ja Legendre yrittivät todistaa paralleeliaksioomaa. Koska heidän yrityksensä epäonnistuivat, alkoivat matemaatikot tutkia tilannetta, jossa paralleeliaksiooma ei ole voimassa. Aluksi Gauss, Bolyai ja Lobatševski kehittivät epäeuklidisen geometrian aksiomaattisesti, ilman analyyttisiä malleja. Perusteet hyperbolisen geometrian analyyttiselle tulkinnalle loivat Euler, Monge ja Gauss, ja vuonna 1837 Lobatševski ehdotti negatiivisesti kaarevaa pintaa malliksi hyperboliselle geometrialle.
Hyperbolisen geometrian malleja
Hyperbolisessa geometriassa on neljä yleisesti käytettyä mallia: Kleinin malli, Poincarén kiekkomalli, Poincarén puoli-taso –malli ja Hyperboloidimalli, joista kolme ensimmäistä ovat Beltramin kehittämiä, eivätkä Kleinin ja Poincarén, joiden mukaan mallit on nimetty.
Katso myös
Lähteet
- http://www.msri.org/communications/books/Book31/files/cannon.pdf
- http://www.doria.fi/bitstream/handle/10024/73885/graduGlader2011.pdf?sequence=1
- https://jyx.jyu.fi/dspace/bitstream/handle/123456789/26824/URN%3aNBN%3afi%3ajyu-2011042710685.pdf?sequence=1
Linkkejä
- "The Hyperbolic Geometry Song" Lyhyt video Youtubessa, joka kertoo heperbolisesta geometriasta
- Universal Hyperbolic Geometry III: First Steps in Projective Triangle Geometry