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Die Einführimg der idealen Elemente in die ebene Geometrie mit Hilfe des Satzes vom vollständigen Vierseit. (German) JFM 57.0704.01

Die projektive Erweiterung eines begrenzten Ebenenstücks ist bisher nur mit Hilfe des Satzes von Desargues gelungen. Es bedeutet also eine Reduktion der Hilfsmittel, daß in der vorliegenden Arbeit die Einführung der idealen Elemente unter ausschließlicher Benutzung des Satzes vom vollständigen Vierseit durchgeführt wird. Die Verf. verfährt folgendermaßen: In dem “realen” Ebenenstück, in dem die Verknüpfungsaxiome, das Axiom von Pasch und der Satz vom vollständigen Vierseit vorausgesetzt werden, wird ein Dreieck abgegrenzt; durch drei kollineare Spiegelungen mit den Dreiecksseiten als Achsen und den jeweils gegenüberliegenden Ecken als Zentren wird die ganze Ebene auf das vierfach überdeckte Dreiecksinnere abgebildet. Dabei geht jede Gerade der Ebene in ein zum Fundamentaldreieck reziprokes Dreieck über. Beachtet man, daß topologisch gemeinsame Punkte zweier “Geraden” im Fundamentaldreieck dann und nur dann Schnittpunkte sind, wenn sie in demselben Blatt des vierfach überdeckten Dreiecks liegen, so läßt sich zeigen, daß auch in dieser Geometrie im vierfach überdeckten Dreieck die projektiven Axiome der Verknüpfung und Anordnung gültig sind.

References:

[1] H. Pasch, Vorlesungen über neuere Geometrie. Siehe auch F. Schur, Math. Annalen39 (1891), Über die Einführung der sogenannten idealen Elemente in die projektive Geometrie.
[2] D. Hilbert, Grundlagen der Geometrie.
[3] Der den folgenden Ausführungen zugrunde liegende Gedanke stammt aus einer Vorlesung von Herrn Dehn über die Grundlagen der Geometrie (W.-S. 1928/29).
[4] Siehe D. Hilbert, Grundlagen der Geometrie, I. Kap., § 3.
[5] Anmerkung während der Korrektur. Inzwischen machte mich Herr Dehn auf eine Arbeit von J. Clasen (Darmstadt) aufmerksam: ?Das Spiegelungsgesetz als zeichnerisches Konstruktionsprinzip? (Zeitschr. f. math. u. naturw. Unterricht,61, Heft 6), in der bereits spezielle kollineare Spiegelungen zur Beherrschung nicht erreichbarer Punkte angewandt werden, nämlich die Spiegelungen an je einer Seite des den erreichbaren Teil der Ebene begrenzenden Rechtecks und dem absoluten Pol dieser Geraden als Achse und Zentrum. Auf diese Weise wird die Ebene nur mit Ausnahme der unendlich fernen Geraden in das erreichbare Gebiet transformiert.
[6] Siehe Pasch, Vorl. über neuere Geometrie, § 9.
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