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解谜:球面上的直线实质揭示

时间:2023-07-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:通过和两问,你能否领悟出何为球面上的“直线”?

解谜:球面上的直线实质揭示

1.什么是几何中的推理和证明?二者有何区别和联系?

2.完成下列尺规作图问题(用无刻度的直尺和圆规作图),并说明作图方法的合理性:根据第2题图,已知线段a,b,c,分别作方程ax+b=c与x2-ax+b=0(a2>4b)的根.

第2题图

3.根据第3题图,讨论如下问题.(提示:可参考《复变函数》中有关复数的球面表示与扩充复平面的内容)

第3题图

(1)建立球面上的点与平面上点的一一对应,计算出二者对应的函数关系.

(2)平面上过原点的直线在球面上对应哪些点?

(3)通过(1)和(2)两问,你能否领悟出何为球面上的“直线”?

(4)在球面上,欧几里得第五公设成立吗?若不成立,应该如何改写第五公设?(www.xing528.com)

4.根据第4题图,讨论如下的相对论问题.(提示:可参考爱因斯坦的《狭义与广义相对论浅说》中有关洛仑兹变换的简单推导)

第4题图

(1)利用如下的两条原理:

①狭义相对性原理:一切物理定律在所有惯性系中均有效;

②光速不变原理:光在真空中总是以确定的速度c传播,速度的大小同光源的运动状态无关.

推导狭义相对论中的洛伦兹变换

(2)由洛伦兹变换推导速度变换公式.

(3)牛顿万有引力定律与狭义相对论相容吗?如果不相容,如何解决二者之间的矛盾?

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