Введение
Учебник математики, книга "Геометрия комплексных чисел: геометрия круга, преобразование Мёбиуса, неевклидова геометрия" – это учебник по геометрии для студентов, охватывающий такие темы, как круги, комплексная плоскость, инверсионная геометрия и неевклидова геометрия. Он был написан Хансом Швердфегером и впервые опубликован в 1962 году как 13-й том серии "Математические изложения" издательства University of Toronto Press. Исправленное издание вышло в 1979 году в серии "Книги Довера по высшей математике" издательства Dover Publications. Комитет по базовому библиотечному списку Математической ассоциации Америки рекомендовал включить его в состав студенческих математических библиотек.
the book
Geometry of Complex Numbers: Circle Geometry, Moebius Transformation, Non Euclidean Geometry is an undergraduate textbook on geometry, whose topics include circles, the complex plane, inversive geometry, and non Euclidean geometry. It was written by Hans Schwerdtfeger, and originally published in 1962 as Volume 13 of the Mathematical Expositions series of the University of Toronto Press. A corrected edition was published in 1979 in the Dover Books on Advanced Mathematics series of Dover Publications The Basic Library List Committee of the Mathematical Association of America has suggested its inclusion in undergraduate mathematics libraries.
Темы
Книга разделена на три главы, соответствующие трем частям ее подзаголовка: геометрия круга, преобразования Мёбиуса и неевклидова геометрия. Каждая из этих глав далее разделена на разделы (которые в других книгах могли бы называться главами) и подразделы. Основной темой книги является представление евклидовой плоскости как плоскости комплексных чисел и использование комплексных чисел в качестве координат для описания геометрических объектов и их преобразований. Глава о кругах посвящена аналитической геометрии кругов в комплексной плоскости. В ней описывается представление кругов с помощью эрмитовых матриц, инверсия кругов, стереографическая проекция, пучки кругов (определенные одномерные семейства кругов) и их двухмерный аналог – расслоения кругов, а также двойное отношение четырех комплексных чисел. Глава о преобразованиях Мёбиуса является центральной частью книги и определяет эти преобразования как дробно-линейные преобразования комплексной плоскости (один из нескольких стандартных способов их определения). Она включает материалы о классификации этих преобразований, о характеристических параллелограммах, о подгруппах группы преобразований, о повторных преобразованиях, которые либо возвращаются к единичному преобразованию (образуя периодическую последовательность), либо порождают бесконечную последовательность преобразований, а также геометрическую характеристику этих преобразований как преобразований, сохраняющих окружности в комплексной плоскости. В этой главе также кратко рассматриваются применения преобразований Мёбиуса для понимания проективностей и перспективности в проективной геометрии. В главе о неевклидовой геометрии рассматриваются модель диска Пуанкаре гиперболической плоскости, эллиптическая геометрия, сферическая геометрия и (в соответствии с эрлангенской программой Феликса Клейна) группы преобразований этих геометрий как подгруппы преобразований Мёбиуса. Эта работа объединяет различные области математики с целью расширения связей между абстрактной алгеброй, теорией комплексных чисел, теорией матриц и геометрией. Рецензент Говард Ивс отмечает, что в выборе материала и в формулировке геометрии книга «в значительной степени отражает работы К. Каратеодори и Э. Картана».
Связанные с этим тексты
В качестве справочного материала по геометрии, рассматриваемой в этой книге, рецензент Р. П. Берн рекомендует две другие книги: "Современная геометрия: прямая и окружность" К. В. Дюрелла и "Геометрия: полный курс" Дэниела Педо. Среди других книг, использующих комплексные числа для аналитической геометрии, можно отметить "Комплексные числа и геометрия" Лян Шин Хана или "Комплексные числа от А до Я" Титу Андрееску и Дорина Андрики. Однако "Геометрия комплексных чисел" отличается от этих книг тем, что не содержит элементарных построений евклидовой геометрии, а вместо этого применяет данный подход к более сложным понятиям, таким как инверсия окружности и неевклидова геометрия. Еще одна близкая по тематике книга, одна из немногих, подробно рассматривающих преобразования Мёбиуса в той же степени, что и "Геометрия комплексных чисел", – "Визуальный комплексный анализ" Тристана Нидхэма.