Аксиома́тика Та́рского — система аксиом элементарной евклидовой геометрии, предложенная Альфредом Тарским. Замечательна тем, что формулируется в логике первого порядка с равенством и не требует теории множеств.

История Альфред Тарский работал над своей аксиоматизацией с перерывами с 1926 до его смерти в 1983 году; первая публикация вышла в 1959 году.. В частности, Тарский доказал, что его аксиоматика полна и непротиворечива; более того, существует алгоритм, позволяющий выяснить, верно или неверно любое утверждение. (Эта теорема не противоречит теореме Гёделя о неполноте, поскольку в аксиоматике Тарского для геометрии нет средств выразить арифметику.)

Основные труды Тарского и его учеников в этом направлении изложены в монографии 1983 года. Аксиоматика, представленная в этой книге, состоит из 10 аксиом и одной схемы аксиом.

Аксиомы Неопределяемые понятия

Лежать между — тернарное отношение , означающее, что «лежит между» и . Другими словами, что является точкой на отрезке . (При этом концы включаются, то есть, как будет следовать из аксиом,  — истинно).

Конгруэнтность — тетрадное отношение , означающее, что отрезок конгруэнтен отрезку ; другими словами, что длина равна длине .

Аксиомы

Рефлексивность конгруэнтности:

Тождественность конгруэнтности:

Транзитивность конгруэнтности:

Тождественность отношения «лежать между»:

То есть единственная точка на отрезке линии  — это сама точка .

Аксиома Паша:

Две диагонали выпуклого четырехугольника должны пересекаться в некоторой точке.

Схема аксиом непрерывности. Пусть и суть формулы первого порядка без свободных переменных или . Пусть также нет свободных переменных в или в . Тогда все выражения следующего типа являются аксиомами:

То есть, если и описывают два множества точек луча с вершиной , первое из которых левее второго, то найдётся точка между этими множествами.

Нижняя оценка размерности:

То есть существуют три неколлинеарные точки. Без этой аксиомы теории могут быть смоделированы с помощью одномерной вещественной прямой, одной точки или даже пустого множества.

Верхняя оценка размерности:

То есть любые три точки, равноудаленные от двух различных точек, лежат на прямой. Без этой аксиомы теория может быть смоделирована в многомерном (в том числе трёхмерном) пространстве.

Аксиома о пятом отрезке:

То есть, если отрезки четырёх отмеченных пар на двух чертежах справа равны, то и отрезки в пятой паре равны между собой.

Построение отрезка:

То есть от любой точки в любом направлении можно отложить отрезок данной длины.

Примечания

Ссылки Беклемишев Л. Д. Элементарная геометрия с точки зрения логики. Лекции Летней школы «Современная математика», 20—23 июля 2014.

Категория:Основания геометрии