1樓:歧路行
(非數學專業)
以泛函分析的視角來看,所能得出的理解約莫是這樣:歐式空間就是有限維實數域上的希爾伯特空間,或者說是在內積向量空間上加上有限維及實數的約束,也可說是在有限維實數域上引進線性、引進範數、引進內積。
這其實非常好理解:乙個空空蕩蕩的世界裡原本是什麼都沒有的,而n維歐式空間中我們卻可以做那麼多事情:加法,數乘,向量的內積,等等。
如果刨去這些預設的設定,從無中生有呢?只有從「無」中開始,我們才能更好地認識「有」。於是我們往這個世界中一點點增加性質。
我們引入距離用來衡量元素間的動態關係,距離還不夠,我們的世界裡有那麼多的線性運算,當然要引入線性,那麼我們要定義某個東西的尺度怎麼辦,那麼引入範數,我們還要衡量元素間的差異,那麼我們當然要引入內積。當然,在歐式空間裡,這樣的引入是特定的,因為要符合大家對這個世界樸素的認識。所以空口白話解釋「什麼是歐式空間」是沒有意義的。
研究的態度應該是不斷追問某件事情的本質,這才能得到自己想要的答案。與君共勉。
2樓:jwars
空間可以認為是人們在建立分析框架時所用的基礎結構。這可以分為三個層次:你可以通過某些想法去建立乙個空間、你能通過某些關係去描述這個空間、你能通過這空間上的函式去分析問題。
1.你能建立這個空間。
至少,你空間中的點需要是唯一的,即你不能有兩個點搞的無法區分。這就是Hausdorff空間。
2.你能描述這個空間
你至少需要乙個數去度量某些性質,且這個度量必須是有某些良好的性質,這就要求是賦範空間。度量一般需要一定的自洽性,即引申至度量空間。你需要連續性,則其需要完備或者稠密(即可以完備化),否則難以分析鄰域。
則這就出來Banach空間。
3.你能利用這個空間
進一步,如果你需要一定的對偶性質,即其上的函式可以比較有效的反映原空間的某些性質,如果考慮有界線性泛函,這就出來Hilbert空間,因為一般的Banach空間的對偶空間很難表徵。若限制有限維,即只想分析一部分的變數,則得到歐氏空間。
僅是個人的一些想法,可能不是很嚴謹。
3樓:恆仔
一句話總結:歐幾里得空間就是在對現實空間的規則抽象和推廣(從n<=3推廣到有限n維空間)。
歐幾里得幾何就是中學學的平面幾何、立體幾何,在歐幾里得幾何中,平行線任何位置的間距相等。
而歐幾里得空間主要是定義了內積、距離、角(沒錯,就是初中的那些定義),理解了這些再去理解數學定義就很明確了。
計算兩個向量的內積(對應點相乘再加總):
兩個向量內積的計算
內積的幾何概念是兩個向量的長度與它們夾角余弦的積,所以,內積可以表示成:
初中公式:內積
於是余弦值就是:
初中定義:余弦值
所以角的計算就是:
角的定義
計算兩點x, y間的距離:
點座標之間對應相減平方加總開根號
非歐幾何,愛因斯坦曾經形象地說明過:假定存在一種二維扁平智慧型生物,但它們不是生活在絕對的平面上,而是生活在乙個球面上,那麼,當它們在小範圍研究圓周率的時候,會跟我們一樣發現圓周率是3.14159……可是,如果它們畫乙個很大的圓,去測量圓的周長和半徑,就會發現周長小於2πr,圓越大,周長比2πr小得越多,為了能夠適用於大範圍的研究,它們就必須修正它們的幾何方法。
如果空間有四維,而我們生活在三維空間中,而這個三維空間在空間的第四個維度中發生了彎曲,我們的幾何就會象那個球面上的扁平智慧型生物一樣,感受不到第四維的存在,但我們的幾何必須進行修正,這就是非歐幾何。在非歐幾何中,平行的直線只在區域性平行,就象地球的經線只在赤道上平行。
閔可夫斯基空間屬於歐幾里得幾何的擴充套件,它是把時間也作為乙個維度進行量化,再新增光速係數,跟洛倫茲變換一樣,使得不同慣性系中的運動問題計算得以簡化。
引用出自:哪位能用通俗方式解釋一下什麼是歐幾里得空間
儲存一下公式的latex火種
4樓:楊群
其它樓的不是歐氏空間的精準定義。歐幾里得建立的歐幾里得幾何,平面上不需要指出那個點是原點。所以歐氏空間的精準定義是定義在仿射空間上的。
仿射空間可以看成向量空間未選取原點。
仿射空間A有乙個自然對應的向量空間V,向量空間V上有內積。這時A是歐氏空間。
定義4.2.3 P139
5樓:周欣宇
從起源來講,歐式空間是滿足歐幾里得《幾何原本》中幾何五公理的空間。維基百科 歐幾里得幾何 中給出的解釋如下:
1. 從一點向另一點可以引一條直線。
2. 任意線段能無限延伸成一條直線。
3. 給定任意線段,可以以其乙個端點作為圓心,該線段作為半徑作乙個圓。
4. 所有直角都相等。
5. 若兩條直線都與第三條直線相交,並且在同一邊的內角之和小於兩個直角,則這兩條直線在這一邊必定相交。
其中第五公理就是爭議不斷的「平行公理」。後來(大概是17世紀開始)反對平行公理的數學家們,只用前四條公理推出的、不滿足第五條公理的空間(例如:過一條直線外一點有無數條平行線的空間、沒有平行線的空間等)便是非歐空間。
也就是說,在這幫偉(dao)大(luan)的數學家出現之前,根本就沒有所謂的「非歐空間」,也自然沒有「歐式空間」,人們都普遍認為世界上只有唯一一種組成空間的可能,就是我們所生活的符合經驗的空間,也即歐式空間。
(PS:其實我們生活的空間並非歐式空間,比如地球的經線,互相平行但卻相交於兩極,是非歐空間,只是我們察覺不到罷了。另外,經線也是非歐幾何中黎曼幾何(橢圓幾何)裡典型的「有限無盡直線」)
(補充:歐式幾何裡的平行是這樣的:第五公設裡「若兩條直線都與第三條直線相交,並且在同一邊的內角之和小於兩個直角」 稱為兩直線非平行。
若內角和等於兩個直角(180°),即為平行。經線與赤道的交線形成的角均為直角,根據定義是平行。)
對於本科數學以下的數學知識而言,並不需要詳細了解非歐空間,也因此可以預設五公理均為正確。在這五公理下推導出的經典幾何定理(例如直角座標系、向量內積等)均是歐式空間下的定理。
簡單來說,如果不是數學專業學生,那麼平常我們生活、思考、做題的時候用到的空間都是歐式空間。當接觸到非歐空間的時候,才會去區分歐式空間和非歐空間。歐式空間在不同體系下有完全不一樣的描述,譬如直角座標系描述、向量描述等。
但是想要「通俗的解釋」,那就直接說「就是我們生活的空間」(初高中生的話,「立體幾何課裡的空間」)大概就可以了...
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