幾何学 初級

ユークリッド幾何学と変換の視点(大学1-2年レベル)

初級の概要

初級では、古典的なユークリッド幾何学を公理的に学び、変換幾何学の視点から図形を捉え直す。また、射影幾何学の入門と、曲線・曲面の初歩を扱う。

学習目標

  • ユークリッド幾何学の公理系を理解する
  • 合同変換・相似変換の群構造を理解する
  • 射影空間と射影変換の基礎を学ぶ
  • パラメータ表示による曲線・曲面の記述法を習得する

目次

  1. ユークリッド幾何学

    公理、合同、相似、円の性質

  2. 変換幾何学

    平行移動、回転、鏡映、合同変換群

  3. アフィン幾何学

    アフィン空間、アフィン変換、重心座標

  4. 射影幾何学入門

    射影空間、同次座標、射影変換

  5. 曲線と曲面

    パラメータ表示、2次曲線・曲面、陰関数表示

トピック記事

読み物

前提知識

  • 幾何学 入門の内容
  • 線形代数の基礎(行列、線形変換)
  • 集合と写像の基本概念

変換の視点

元の図形 回転 回転 鏡映 鏡映

変換によって図形の本質的性質(不変量)を捉える

参考資料

よくある質問

Q1: 幾何学初級ではどのような内容を学ぶか

A: 大学1-2年レベルの内容を扱う。ユークリッド幾何学の公理系、合同変換・相似変換の群構造(変換幾何学)、アフィン空間とアフィン変換、射影空間と射影変換の基礎、そしてパラメータ表示による曲線・曲面の記述法を学ぶ。

Q2: 幾何学初級を学ぶにはどのような前提知識が必要か

A: 幾何学入門(三角比、三角関数、座標平面、ベクトル)の内容と、線形代数の基礎(行列、線形変換)、集合と写像の基本概念が前提となる。

Q3: 変換幾何学とは何か

A: 変換幾何学は、平行移動・回転・鏡映などの変換によって図形を捉え直す幾何学の一分野である。変換の合成が群をなすことを利用し、図形の不変量(変換で変わらない性質)に着目して図形の本質を理解する。エルランゲン・プログラムにおけるクラインの考え方の基礎である。