Vektorový a afinný priestor
Úvod
Analytická geometria
je oblasť matematiky, v ktorej sa geometrické útvary študujú pomocou súradnicovej sústavy (pomocou analytických vyjadrení - rovníc).
Než pristúpime k takémuto štúdiu, tak si zopakujeme niektoré základné pojmy a vlastnosti vektorových priestorov. V záverečnej kapitole uvádzame dostatočný
počet e-verzií prác.
Dnes existujú vedľa seba dva spôsoby budovania geometrie:
Dnes existujú vedľa seba dva spôsoby budovania geometrie:
- Syntetický - bez súradníc
- názorná, v ktorej sa konštrukcie geometrických útvarov uskutočňujú v súlade s axiomatickým systémom; dôkazy tvrdení sa robia prevažne konštrukčne;
- vychádzame z euklidovského priestoru podľa (Euklidove Základy);
- potom zavádzame pojem vektora a následne vektorového priestoru;
- syntetická metóda neformuluje explicitne vzťah geometrie k základnému poľu priestoru (Čižmár, J., 2007);
- základná schéma budovania: najprv vybudujeme euklidovský priestor a potom skonštruujeme vektorový priestor nad daným poľom,
- s algebraickým pohľadom na štruktúru vektorových priestoroch ste sa oboznámili v kurze Lineárna algebra.
- Analytická – so súradnicami
- do hry vstupuje pole – najčastejšie ide pole reálnych čísel;
- v 19. storočí sa v analytickej metóde začali využívať vektory a začali sa skúmať afinné (polohové) vlastnosti vektorov – operácie s vektormi;
- pri tejto metóde sa v nej pracuje ľahšie, v súčasnosti významne pomáhajú aj počítače;
- viac príležitostí skĺznuť k mechanickému počítaniu namiesto porozumenia geometrickej podstate daného problému,
- základná schéma budovania: najprv skonštruujeme vektorový priestor nad daným poľom a potom afinný priestor resp. euklidovský priestor.
Pohľad na historický vývoj analytickej geometrie
- 300 rokov pred naším letopočtom: Euklides: euklidovská rovina
- 1635: Descartes, Fermat: zavedenie súradníc do euklidovskej roviny.
Zakladateľmi analytickej geometrie boli francúzski matematici Pierre de Fermat a René Descartes, ktorý v roku 1635 zaviedol súradnice bodov.
Karteziánska súradnicová sústava je pomenovaná podľa latinského prepisu mena Descartes, t. j. Cartesius. - 1804: Bolzano: operácie s bodmi a priamkami, v ktorých je badateľný koncept vektora
- 1843: Hamilton: kvaternióny ako lineárne kombinácie
- 1844: Grassmann: prvýkrát prišiel s konceptom vektorového priestoru
- 1888: Peano: moderná definícia vektorového priestoru
- 1920: Banach, Hilbert: axiomatická definícia vektorového priestoru