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.

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.