内容简介
《欧美初等数学经典系列(第1辑):美国中学几何教程(英文版)》是约瑟夫·雷伊的经典图书,包括高级代数与解析几何。
《欧美初等数学经典系列(第1辑):美国中学几何教程(英文版)》以美国中学课本为基础,详细介绍了中学几何的一些知识点,还配有相应的例题、习题并给出了详细的解答,《欧美初等数学经典系列(第1辑):美国中学几何教程(英文版)》适合初、高中学生及教师参考阅读。
内页插图
目录
INTRODUCTION:THE NATURE,DIVISIONS,AND METHOD OF ANALYTIC GEOMETRY
I.ITS NATURE,DIVISIONS AND METHOD
II.DETERMINATE CEOMETRY
III.INDETERMINATE GEOMETRY
BOOK I PLANE COORDINATIES
PART I.THE REPRESENTATION OF FORM BY ANALYTICSYMBOLS
CHAPTER 1.THE OLDER GEOMETRY:BILINEAR AND POLAR CO-ORDINATES
I.THE POINT
II.THE RIGHT LINE
III.PAIRS OF RIGHT LINES
IV.THE CIRCLE
V.THE ELLIPSE
VI.THE HYPERBOLA
VII.THE PARABOLA
VIII.LOCUS OF SECOND ORDER IN GENERAL
CHAPTER 2.THE MODERN GEOMETRY:TRILINEAR AND TANGENTIAL CO-ORDINATES
I.TRILINEAR CO-ORDINATES
II.TANCENTIAL CO-ORDINATES
PART II.THE PROPERTIES OF CONICS.
CHAPTER 1.THE RIGHT LINE
CHAPYER 2.THE CIRCLE
CHAPTER 3.THE ELLIPSE
I.THE CURVE REFERRED TO ITS AXES II
II.THE CURVE REFERBED TO ANY TWO CONJUCATES
III.THE CURVE REFERRED TO ITS FOCI
IV.AREA OF THE ELLIPSE
CHAPTER 4.THE HYPERBOLA
I.THE CURVE REFERRED TO ITS AXES
II.THE CURVE REFERIIED TO ANY TWO CONJUCATES
III.THE CURVE REFERRED TO ITS FOCI
IV.THE CURVE REFERRED TO ITS ASYMPTOTES
V.AREA OF THE HYPERBOLA
CHAPTER 5.THE PARABOLA
I.THE CURVE REFERRED TO ITS AXIS AND VERTEX
II.THE CURVE IN TERMS OF ANY DIAMETER
III.THE CURVE REFERRED TO ITS FOUCS
IV.AREA OF THE PARABOLA
CHAPTER 6.THE CONIC IN GENERAL
BOOK II CO-ORDINATES IN SPACE
CO-ORDINATES IN SPACE
CHAPTER 1.THE POINT
CHAPTER 2.LOCUS OF FIRST ORDER IN SPACE
CHAPTER 3.LOCUS OF SECOND ORDER IN SPACE
编辑手记
前言/序言
欧美初等数学经典系列(第1辑):美国中学几何教程(英文版)图书简介 本书收录了二十世纪中期美国中学数学教育体系中具有里程碑意义的几何学教材,旨在为读者,特别是对西方数学教育史、经典欧氏几何教学法以及严谨的几何证明体系感兴趣的教师、学生和研究人员,提供一个全面而深入的视角。本辑精选的教程侧重于传统欧氏几何的构建、逻辑推理能力的培养以及几何直观的训练,是理解现代几何学在基础教育阶段如何系统化、结构化呈现的珍贵资料。 一、 教材的时代背景与核心理念 本教程诞生于一个对逻辑思维和数学基础教育极为重视的时代。它严格遵循了源自古希腊的公理化方法,将几何学视为训练理性思维的首要工具。与当代某些侧重于应用或非欧几何探索的教材不同,这套“美国中学几何教程”的核心目标在于扎实地掌握平面几何(Plane Geometry)和立体几何(Solid Geometry)的基本定理、定义、公设和公理。 教程的编写理念体现了对清晰性(Clarity)、完备性(Completeness)和严密性(Rigor)的极致追求。它摒弃了过于花哨的图形设计和分散注意力的辅助材料,力求将学生的注意力完全集中于几何命题的陈述、辅助线的添加、推理步骤的逻辑衔接,以及最终得出无可辩驳的结论这一过程。 二、 平面几何的系统构建(Book I - Book V) 教程的前半部分,即平面几何部分,是全书的基石,其结构严谨得如同数学体系本身。 第一卷:基础与公理系统 此卷详细阐述了欧氏几何的根基。它不仅仅是罗列公理和公设,更重要的是深入探讨了“点”、“线”、“面”等基本概念的定义,以及平行公设的意义。教程通过大量的图示和文字描述,引导学生理解什么是“不证自明的真理”(公理)和需要通过逻辑推导得出的命题(定理)。特别是对于“全等”和“相似”的早期引入,均建立在严格的边角边(SAS)、角边角(ASA)等基本判定之上。 第二卷:平行线与三角形 重点聚焦于平行线的性质,包括同位角、内错角、同旁内角之间的关系,并由此引申出三角形内角和恒为180度的关键证明。教程中对不同类型的三角形(等腰、等边、直角)的性质进行了细致的辨析,并引入了中线、高线、角平分线等重要元素的交点——重心、垂心、内心、外心。对于这些特殊点的性质分析,教程要求学生独立完成大部分的辅助线构造和逻辑推理。 第三卷:圆与圆的度量 圆是平面几何中最富变化的部分。本卷详尽地讨论了圆心角、圆周角、弦、切线、割线等概念。其中,关于圆的“幂定理”(Power of a Point Theorem)的介绍,展示了代数与几何结合的早期典范。教程侧重于圆心角与弧度之间的定量关系,以及圆的内接多边形和外切多边形的构造和性质。 第四卷:多边形与面积计算 本卷将研究扩展到更复杂的二维图形,如平行四边形、梯形、正多边形。面积计算部分并非仅仅提供公式,而是通过“分割法”和“补形法”,力求让学生理解面积公式的几何来源。例如,如何通过将任意多边形分解为三角形来求解其面积,以及如何证明“等底等高”的三角形面积相等。 第五卷:几何变换与坐标初步(非严格意义上的解析几何) 虽然核心仍是欧氏几何,但部分先进的教程会在此时引入对刚体运动(Rigid Motions,如平移、旋转、反射)的初步几何描述。这部分内容是为了让学生理解全等变换的本质,为未来接触更抽象的变换几何学打下直观基础,但其证明过程仍然严格依赖于传统的尺规作图逻辑。 三、 立体几何的拓扑与推理(Book VI - Book VIII) 教程的后半部分将学生的思维从二维平面拓展到三维空间,这是对学生空间想象能力和三维逻辑推理的终极考验。 第六卷:空间基本元素与线面关系 本卷清晰界定了空间中的直线、平面,以及它们之间的相互位置关系:平行、相交。教程详细梳理了判断两条直线是否垂直、一条直线是否垂直于一个平面、以及两个平面是否垂直的关键“三垂线定理”及其逆定理。这部分内容对工程和建筑思维至关重要,要求读者能够准确描述空间对象的相对位置。 第七卷:柱体、锥体与球体 本卷是立体几何的“度量”核心。圆柱体、圆锥体、棱柱、棱锥和球体的表面积与体积计算被系统地引入。教程的深度在于,它不满足于简单套用公式,而是通过极限的思想(虽然未使用微积分的严格语言)或“切割法”,展示球体体积公式 $frac{4}{3}pi r^3$ 的几何推导过程。对于球面的性质,如球面上的最短距离(大圆弧)的讨论也偶有涉及。 第八卷:空间图形的投影与截面 这部分是几何直观与工程应用的交汇点。它教授如何通过正投影、斜投影等方式,将三维物体表示在二维平面上。截面几何是本卷的难点,学生需要根据平面的倾角和被截物体的形状,准确地绘制出截面图形(如平面截圆锥得到椭圆、抛物线或双曲线的雏形,但仅以纯几何方式讨论)。 四、 教学的特色与对读者的价值 本书的结构清晰,证明详尽,是研究经典几何教育模式的绝佳范本。 1. 强调尺规作图(Constructions): 教程中几乎每一个定理的证明都伴随着对尺规作图步骤的精确要求。这训练了学生对手动操作的精确控制以及对几何工具局限性的深刻理解。 2. 严格的符号系统: 教程采用当时美国数学界通用的几何符号和术语,是了解特定时期数学语言演变的重要窗口。 3. 挑战性的习题设计: 习题并非简单的计算,而是大量开放性的论证题,旨在迫使学生反复咀嚼概念,构建自己的论证链条。 对于希望重温严谨逻辑训练的现代学习者而言,本教程提供了一条绕开解析几何直通车,回归几何直觉与公理化思维的经典路径。它展示了数学教育如何通过结构化的空间推理,塑造人的抽象思维能力。