ریاضی - صفحه 12 از 12 - پایگاه دانلود رایگان کتاب | دانلود کتاب

موضوع : جمع اعداد
هدف کلی : آموزش مفهوم ترکیبی اعداد ۵و۴
اهداف جزئی:
–    آشنا شدن با اعدادی که حاصل آنها ۵ می شود.
–    آشنا شدن با اعدادی که حاصل آنها ۴ می شود.
–    آشنایی با اصل خنثی بر عدد صفر در جمع.
اهداف رفتاری :
–    دانش آموزان در پایان تدریس بتوانند.
–    اعدادی را که حاصل جمع آن ۵ می شود را بنویسید.
–    اعدادی را که حاصل جمع آن ۴ می شود را بنویسید.
–    برای اعدادی که حاصل جمع آنها ۵ می شود شکل بکشند.
–    برای اعدادی که حاصل جمع آنها ۴ میشود شکل بکشند.
وسایل مورد نیاز:
تخته ، گچ ، کتاب، تصاویر کتاب، گچ رنگی، کیسه حساب(شامل حبوبات مختلف و مهره های رنگارنگ و ..) مداد رنگی – دفتر ریاضی.
روش تدریس:
مجسم – نیمه مجسم – انتزاعی
از بچه ها می خواهیم که همیشه در ساعت ریاضی کیسه حساب را همراه داشته باشند. در مرحله مجسم می توان از خود دانش آموزان کمک گرفت مثلاً ۵ دانش آموز را پای تخته آورده و تعداد آنها را از دانش آموزان پرسید. سپس ترکیبات مختلف عدد ۵ با تقسیم شدن دانش آموزان در دو سمت کلاس نشان داده می شود و آنگاه ترکیبات مختلف عدد ۵ را که خود دانش آموزان در دو سمت کلاس نشان داده می شود و آنگاه ترکیبات مختلف عدد۵ را که خود دانش آموزان توضیح می دهند و بیان می کنند پای تخته بصورت جمع می نویسیم. و در این مرحله از کیسه حساب مثلاً بوسیله حبوبات (لوبیا، نخود) نیز می توان این عمل را انجام داد. در ضمن در ترکیب دو عدد ۰ . ۵ جمع عدد صفر با هر عدد دیگری گفته می شود. که صفر با هر عددی که جمع شود بی اثر است و حاصل جمع خودآن عدد می شود.
در مرحله نیمه مجسم شش شکل کاملاً مثل هم برای یک مجموعه ۵ تایی روی تخته کلاس کشیده و سپس چند دانش آموز پای تخته آمده و هر کدام به نوبت شکل را به دو دسته تقسیم کرده و نتیجه آن را با جمع زیر آن می نویسد.
در مرحله انتزاعی دانش آموزان تمرینات صفحه کتاب را انجام داده و چنانچه اشکالی داشتند سعی می شود که برطرف کنم. (با توضیح)
تصاویر: تصاویر این صفحه نقاشی شده است. و با مفاهیم درست هماهنگی لازم را دارد روش های تدریس= روش فعال، روش پرسش و پاسخ ، روش شهودی.
نماد – جمع+ ، مساوی=
واژه : و
نقد: در این صفحه گذاشتن دو تصویر مداد باعث سردگمی دانش آموزان می شود و وجود آن ضرورتی ندارد. اگر تصویر مداد در حال رنگ شدن دایره ها باشد بسیار بهتر است.
موضوع: جمع اعداد
هدف کلی: آموزش ترکیبی اعداد ۳و ۲
اهداف جزئی: آشنا شدن با اعدادی که حاصل جمع آنها ۳ می شود.
آشنا شدن با اعدادی که حاصل جمع آنها ۲ باشد.
هدف رفتاری : دانش آموزان در پایان تدریس بتوانند:
–    اعدای را که حاصل جمع آنها سه می شود را بنویسند.
–    اعدادی را که حاصل جمع آنها ۲  می شود را بنویسند.
–    برای اعدادی که حاصل جمع آنها ۳ است شکل بکشند.
–    برای اعدادی که حاصل جمع آنها ۲ می شود شکل بکشند.
وسایل مورد نیاز:
تخته – گچ سفید و رنگی – کیسه حساب- دفتر – مدادرنگی – کتاب ریاضی .
روش تدریس : مجسم – نیمه مجسم – انتزاعی
تدریس این صفحه نیز مانند صفحه ۶۹ بوسیله کیسه حساب در مرحله مجسم و کشیدن شکل برای مفهوم ترکیبی عدد ۳و۲ پای تخته که خود دانش آموزان انجام می دهند در مرحله نیمه مجسم، و در مرحله انتزاعی تمرینات صفحه را انجام داده که چنانچه اشکالی باشد با بیان معلم و توضیح آن مرتفع می شود.
تصاویر: تصاویر این صفحه نیز نقاشی شده است و هماهنگی لازم با هدف درس را دارد .
روش تدریس : روش فعال، روش شهودی، روش پرسش و پاسخ.
نماد: جمع + ، مساوی =
واژه : و
ریاضی پایه ی : اول  صفحه ی مورد بررسی : ۷۱
موضوع : جمع
هدف کلی : کنترل یادگیری مفهوم ترکیبی اعداد
هدف جزئی: ۱- تمرین مفهوم ترکیبی اعداد ۲و ۳ و ۴و ۵
۲- معرفی جدول جمع
اهداف رفتاری : دانش آموزان در ضمن و پایان تدریس بتوانند:
۱-    جمع های ترکیبی عدد ۲ را بنویسند.
۲-    جمع های ترکیبی عدد ۳ را بنویسند.
۳-    جمع های ترکیبی عدد ۴ را بنویسند.
۴-    جمع های ترکیبی عدد ۵ را بنویسند.
۵-    جمع هایی که در جدول نوشته را حل کنند.
وسایل مورد نیاز : گچ، تخته سیاه ، کتاب، مداد سیاه، مداد قرمز.
روش تدریس: از بچه ها می خواهیم که تمرینات کتاب را حل کنند و ضمن بررسی کتابها به رفع اشکال نیز می پردازیم تنها در پایین صفحه لازم است مرحله ی نیمه مجسم ارائه گردد. تا مفاهیم را کودکان راحتتر ارائه کنند.
تصاویر = تصاویر به شکل نقاشی و واضح می باشد.
روش تدریس = روش فعال
نماد : جمع (+)
 
موضوع: جمع اعداد
هدف کلی : آشنایی با آموزش جمع ستونی
اهداف جزئی: آشنا شدن با جمع ستونی
یادآوری حاصل جمعهایی که مجموع آنها ۵و ۴ می شود.
هدف رفتاری: دانش آموزان بتوانند در پایان و ضمن تدریس:
۱-    مفهوم جمع ستونی را درک کنند و بیان نمایند.
۲-    جمع ستونی را به راحتی حل کنند.
۳-    برای جمع های داده شده ستونی شکل بکشند.
وسایل مورد نیاز :
تخته – گچ سفید و رنگی – کتاب – کیسه حساب(حبوبات لوبیا و نخود و …) – مداد رنگی و دفتر.
روش تدریس : مجسم – نیمه مجسم –مجرد
توضیح : در مرحله مجسم ۵ تا از خود دانش آموزان پای تخته آمده برای جمع سطری یکبار کنار هم با کمی فاصله ایستاده و جمع مورد نظر بگویند و برای جمع ستونی بصورت عمودی دنبال هم بایستند و جمع مورد نظر را بصورت ستونی پای تخته بنویسند. در مرحله نیمه مجسم می توان تصاویری را پای تخته بصورت افقی و عمودی کشید و سپس جمع سطری و ستونی آنرا زیر شکلها نوشت.
در مرحله مجرد تمرینات صفحه را خود دانش آموزان انجام می دهند و چنانچه دانش آموزی نتوانست تمرینات را حل کند و یا اشکال داشت سعی می شود که رفع اشکال گردد.
در ضمن جای علامت جمع در جمع های ستونی را باید به دانش آموزان گفت که دقت کنند. و به دانش آموزان گفته می شود که جمع ستونی یک شکل دیگر نوشتن جمع است.
تصاویر: تصاویر این صفحه نقاشی شده است.
روش تدریس= روش فعال، روش پرسش و پاسخ، روش سخنرانی، روش شهودی
نماد : جمع(+) ، مساوی(=)
 
موضوع: جمع اعداد
هدف کلی : یادگیری جمع
هدف جزئی: ۱- تمرین جمع اعداد ۲و ۳و۴و۵
۲- برانگیختن علاقه آنان به جمع اعداد
هدف رفتاری : دانش آموزان بتوانند در پایان و ضمن تدریس بتوانند:
۱-    تمرینهای مربوط به اجزای جمع را بتوانند حل کنند.
۲-    خاصیت جابجایی واصل خنثی بودن صفر برایشان یادآوری شود.
۳-    حس کنجکاوی و کاوشگری آنها برانگیخته شود.
وسایل مورد نیاز: جبعه ی اعداد- مقواهای کوچک ، ماژیک ، مدادرنگی
روش تدریس: مجسم ، نیمه مجسم و شفاهی – بازی و ریاضی
دانش آموزان را به گروههای سه نفری تقسیم میکنیم و از آنها می خواهیم که با مشورت که هم از جعبه اعدادی که داخل آن جمع اعداد مربوط به ۱ تا ۵ می باشد یکی را بیرون بکشند و سپس جواب جمع هر کدام را به کمک گروه بیان کنند.
تصاویر درس: اعداد نوشته شده وخواسته شده مطابق مفاهیم درس است:
روش تدریس : روش فعال، پرسش و پاسخ ، روش شهودی
واژه : ستون – همان – انتخاب
 
موضوع: شناخت اعداد
هدف کلی : معرفی عدد ۶
هدف جزئی:۱-  معرفی نماد شش برای عدد اصلی
۲- فرق عدد شش را با چهار از نظر نمادی تشخیص دهند.
۳- بتوانند به تعداد اعداد خواسته شده جداسازی انجام دهند .
۴- با مفهوم ترتیبی اعداد از یک تا شش آشنا می شوند.
۵- بتوانند برای عدد ۶ شکل بکشند.
وسایل مورد نیاز: گچ، تخته سیاه ، وسایل کیسه ی حساب ، مقواهای شکل دار، کتاب درسی، مدادسیاه
روش تدریس : مانند تدریس ۲و ۳ و۴و ۵ انجام میشود. با این تفاوت که تناظر یک به یک بین دسته های شش عضوی قبلاً عنوان نشده است. بنابراین ابتدا یکی یا دو نمونه تناظر بین دسته های شش تایی به صورت  مجسم و نیمه مجسم برقرار سازیم. و عدد هر دسته را خودمان نام می بریم آنگاه بقیه مراحل را مشابه صفحات قبل انجام می دهیم.
طرز صحیح نوشتن عدد شش را روی تخته کلاس آموزش می دهیم و از دانش آموزان می خواهیم که در پایین صفحه یک سطر عدد شش را بنویسند.
تصاویر= به شکل نقاشی و هماهنگ با هدف درس می باشد.
روش تدریس= روش فعال، روش شهودی، روش پرسش و پاسخ
نماد عدد ۶ :
نقد: طرز نوشتن عدد شش در کتاب صحیح نمی باشد. بهتر است تا نقطه ی حرکت مدادپررنگ و بقیه کمرنگ باشد.
 
موضوع : شناخت اعداد
هدف کلی : معرفی عدد ۷
هدف جزئی : ۱- معرفی نماد هفت برای عدد اصلی مجموعه های هفت عضوی
۲- آموزش نوشتن عدد ۷
۳- تناظر یک به یک مجموعه هی ۷ عضوی
هدف رفتاری: دانش آموزان باید در پایان و ضمن تدریس بتوانند:
۱-    برای دسته ها عدد مورد نظر را بنویسند
۲-    برای عدد ۷ یک شکل بکشند.
۳-    بین دو مجموعه توسط خطوط تناظر یک به یک برقرار نمایند.
وسایل مورد نیاز : گچ ، تخته سیاه، وسایل کیسه ی حساب، مقوای شکل دار، کتاب درسی، مداد سیاه.
روش تدریس: از مراحل مجسم، نیمه مجسم، انتزاعی استفاده میشود.
روش کار مانند تدریس عدد ۶ می باشد با این تفاوت برای این تدریس مجموعه ای ۷ عضوی انتخاب میکنیم و ابتدا تناظر یک به یک برقرار می سازیم.
و طرز صحیح نوشتن عدد ۷ را نیز در انتها برای آنان توضیح می دهیم.
تصاویر : به شکل نقاشی و هماهنگ با هدف درس می باشد.
روش های تدریس: روش فعال، روش پرسش ، و پاسخ ، روش شهودی
نماد : عدد (۷)
نقد: برای نوشتن عدد هفت نیز بهتر است مداد در قسمت  اول عدد باشد و قسمتی که نوشته شد پررنگ تر از دیگر قسمتها باشد.

انسان اولیه نسبت به اعداد بیگانه بود و شمارش اشیاء اطراف خود را به حسب غریزه یعنی همانطور که مثلاً مرغ خانگی تعداد جوجه‌هایش را می‌داند انجام می‌داد. اما بزودی مجبور شد وسیله شمارش دقیقتری بوجود آورد. لذا، به کمک انگشتان دست دستگاه شماری پدید آورد که مبنای آن ۶۰ بود. این دستگاه شمار که بسیار پیچیده می‌باشد قدیمی‌ترین دستگاه شماری است که آثاری از آن در کهن‌ترین مدارک موجود یعنی نوشته‌های سومری مشاهده می‌شود.
سومریها که تمدنشان مربوط به حدود هزار سال قبل از میلاد مسیح است در جنوب بین‌النهرین، یعنی ناحیه بین دو رود دجله و فرات ساکن بودند. آنها در حدود ۲۵۰۰ سال قبل از میلاد با امپراطوری سامی، عکاد متحد شدند و امپراطوری و تمدن آشوری را پدید آوردند.
در این موقع مصریها نیز در سواحل سفلای رود نیل تمدنی درخشان پدید آورده بودند. طغیان رود نیل هر سال حدود و ثغور زمینهای زراعتی این قوم را محو می‌کرد. احتیاج به تقسیم مجدد این اراضی موجب رهبری آنها به اولین احکام ساده هندسی گردید. همچنین مبادلات تجارتی و تعیین مقدار باج و خراج سالیانه آنها را وادار به توسعه علم حساب نمود این اطلاعات همگی از روی پاپیروسها و الواحی است که در نتیجه حفاریها بدست آمده و به خط هیروگلیفی می‌باشد. قدیمی‌ترین آنها که مربوط به ۱۸۰۰ سال قبل از میلاد است شامل چند رساله درباره علم حساب و مسائل حساب مقدماتی می‌باشد، از آن جمله رساله پاپیروس آهس است که درسال ۱۸۶۸ توسط ایسنلر مصرشناس مشهور ترجمه شد. سایر تمدنهای شرقی نظیر چینی و هندی در ترویج دانش نقش مؤثری نداشته‌اند و جز برخی نتایج پراکنده که در زیر فشار مفاهیم ماوراءالطبیعه خرد شده است چیزی از آنان در دست نیست.
 قریب هزار سال پس از نابودی فرهنگ قدیم مصر و محو تمدن آَشور، یونانیان از روی مقدمات پراکنده و بی‌شکل آنها علمی پدید آوردند که در واقع به عالیترین وجه مرتب و منظم گردیده و عقل و منطق را کاملاً اقناع می‌نمود.
نخستین دانشمند معروف یونانی طالس ملطلی (۶۳۹_۵۴۸ق.م) است که در پیدایش علوم نقش مهمی بعهده داشته و می‌توان ویرا موجد علوم فیزیک ، نجوم و هندسه «تشابه» به او کاملاً بی‌اساس است.
در اوایل قرن ششم ق.م. فیثاغورث (۵۷۲_۵۰۰ قبل از میلاد) از اهالی ساموس یونان کم‌کم ریاضیات را بر پایه و اساسی قرار داد و به ایجاد مکتب فلسفی خویش همت گماشت. فیثاغورثیان عدد را بخاطر هم‌آهنگی و نظمی که دارد اساس ومبدأ همه چیز می‌پنداشتند و بر این عقیده بودند که تمام مفاهیم را به کمک آن می‌توان بیان نمود.
پس از فیثاغورث باید از زنون فیلسوف و ریاضیدان یونانی که در ۴۹۰ق.م در ایلیا متولد شده است نام ببریم. در اوایل نیمه دوم قرن پنجم بقراط از اهالی کیوس فضاهایی متفرق آن زمان را گردآوری کرد و در حقیقت همین قضایا است که مبانی هندسه جدید ما را تشکیل می‌دهند.
در قرن چهارم قبل از میلاد افلاطون در باغ آکادموس در آتن مکتبی ایجاد کرد که نه قرن بعداز او نیز همچنان برپا ماند. وی ریاضیات مخصوصاً هندسه را بسیار عزیز می‌داشت، تا جائی که بر سردر مکتب خود این جمله را حک کرده بود: «هرکس هندسه نمی‌داند به اینجا قدم نگذارد». این فیلسوف بزرگ به تکمیل منطق که رکن اساسی ریاضیات است همت گماشت و چندی بعد منجم و ریاضیدان معاصر وی ادوکس با ایجاد تئوری نسبت‌ها نشان داد که کمیات اندازه نگرفتنی که تا آن زمان در مسیر علوم ریاضی گودالی حفر کرده بود هیچ چیز غیر عادی ندارد و می‌توان مانند سایر اعداد قواعد حساب را در مورد آنها بکار برد.
در این احوال اسکندر کشورها را یکی پس از دیگری فتح می‌کرد و هرجا را که بر روی آن انگشت می‌نهاد مرکزی از برای پیشرفت تمدن یونانی می‌شد.
پس از مرگ این فاتح مقتدر در ۳۲۳ق.م و تقسیم امپراطوری عظیم او، مصر بدست بطلیموس افتاد و امپراطوری بطالسه را تشکیل داد. بطالسه که اسکندریه را به پایتختی برگزیده بودند تمام دانشمندان را بدانجا پذیرفتند و همین دانشمندان در صدد ایجادکتابخانه بزرگی در این شهر ساحلی برآمدند و به توسعه و تکمیل آن همت گماشتند. اکنون به زمانی رسیده‌ایم که بایستی آنرا عصر طلائی ریاضیات یونان نامید. اهمیت فوق‌العاده این دوره به سبب ظهور سه عالم بزرگ ریاضی یعنی اقلیدس ، ارشمیدس و آپولونیوس است که هم در دوران خود و هم برای قرون بعد از خویش شهرتی عالمگیر کسب نمودند.
 در قرن دوم ق.م نام تنها ریاضیدانی که بیش از همه تجلی داشت ابرخس یا هیپارک بود. این ریاضیدان و منجم بزرگ که بین سالهای ۱۶۱تا ۱۲۶ق.م در رودس متولد شد گامهای بلند و استادانه‌ای در علم نجوم برداشت و مثلثات را نیز اختراع کرد.
هیپارک نخستین کسی بود که تقسیم‌بندی معمولی بابلی‌ها را برای پیرامون دایره پذیرفت. به این معنی که دایره را به ۳۶۰ درجه و درجه را به ۶۰ دقیقه و دقیقه را نیز به ۶۰ قسمت برابر تقسیم نمود و جدولی تابع شعاع دایره بدست آورد که وترهای بعضی از قوسها را می‌داد و این قدیمی‌ترین جدول مثلثاتی است که تاکنون شناخته شده است.
در سال ۴۷ق.م که ژول سزار نیروی دریایی مصررا آتش زد، در کتابخانه بزرگ اسکندریه نیز حریقی ایجاد شد که قسمت اعظم آنرا نابود ساخت. بالاخره در سال ۳۰ق.م به هنگام امپراطوری ملکه کلئوپاترا کشور مصریکی از ایالات امپراطوری روم شد. در این دوره کوتاه از کشفیات جدید خبری نبود و دانشمندان متوسطی نظیر بطلیموس، منلائوس و باپوس نیز که ظهور کردند تنها به تعلیم و انتشار آثار قدما اکتفا نمودند. بطلیموس که به احتمال قوی با امپراطوران بطالسه هیچگونه ارتباطی ندارددر تعقیب افکار هیپارک کوشش بسیار کرد.کتاب مشهور او به نام اصلی«ترکیب ریاضی» شامل یک دستگاه هیأت بیان حرکت دورانی اجسام سماوی و یکدوره کامل مثلثاتکروی و مستقیم‌الخط و توضیح و محاسبه نمودهای حرکت بومی است. این کتاب را درسال ۸۲۷ از یونانی به عربی ترجمه کردند ونام آنرا مجسطی یعنی «بسیار بزرگ» نهادند و از آن پس به همین نام باقی ماند.
منلائوس که در اواخر قرن اول میلادی در اسکندریه می‌زیست به امر امپراطور دومی سین کتابی تألیف کرد که قضیه معروف منلائوس درباره چهارضلعی محاطی در آن ذکر شده است.
پاپوس که دوره زندگانیش در حدود ۳۵۰ میلادی بوده است دارای کتابی است به نام «مجموعه ریاضیات». هدف وی از تدوین این کتاب آن بوده است که به اختصار نتایجی را که از بدو پیدایش علم هندسه تا آن زمان حاصل شده بود برای خود بیان نماید. با این حال در موارد بسیار احکام جدید و جالبی که از اکتشافات خودش می‌بود و بر آن افزود. مسأله معروف پاپوس که در همه کتابهای هندسه ما وجود دارد و قضیه بسیار مهم تعیین مرکز نقل سطوح و احجام که برخلاف واقع آنرا به گولدن نسبت داده‌اند.
در این احوال هندوستان به منزله یک مرکز جدید روشنفکری توسعه می‌یافت و چنین به نظر می‌رسید که علم بدانجا فرار کرده و یا به عبارت بهتر فقط آنجا را مقام خود ساخته است. زیرا سابق براین در زمان یونانی‌ها نیز در آنجا وجود داشته است. علوم هندی بیش از علوم تمام ممالک دیگر که تاکنون از ایشان سخن گفتیم در خدمت مذهب بود وشامل بعضی مقدمات علم طب یعنی همانقدر که برای ساختن مشروبات مقدس کفایت می‌کردو مختصری از علوم نجومیعنی درست همان اندازه که برای تشکیل تقاویم مذهبی مورد نیاز است و اندکی هندسه، مرکب از بعضی طرق عملی که برای ساختن مسجد و محراب لازم است بیش نبود.
در نخستین قرون تاریخ چهار ریاضی‌دان مشهور در این کشور وجود داشت که عبارت بودند از:
آپاستامبا(قرن پنجم)، آریاب هاتا (قرن ششم)، براهماگوپتا (قرن هفتم) و بهاسکارا (قرن نهم) که در کتب ایشان بخصوص قواعد تناسب ساده و ربح مرکب مشاهده می‌شود. محاسبات در این کتابها جنبه شاعرانه داشت و حتی نام علم حسابرا «لیلاواتی» گذارده بودندکه معنی دلبری و افسونگری دارد! با شروع قرن دهم پیشرفت کشفیات ریاضی در هندوستاننیز متوقف گردید و مشعل فروزان علم بدست اعراب افتاد.
در سال ۶۲۲م که حضرت محمدصلی الله علیه و آله وسلماز مکه هجرت فرمود در واقع آغاز شگفتی تمدن اسلام بود. اعراب که جنبش شدید خود را از سده هفتم آغاز کرده بودند پس از رحلت پیغمبر اسلام در ۶۳۲ به توسعه سرزمینهای خود پرداختند و بزودی تمام ممالک آفریقائی ساحل مدیترانه را متصرف شدند و این توسعه‌طلبی ایشان را در اروپاتا اسپانیاو در آسیاتا هندوستانکشانید و در نتیجه تماس با کشورهای مغلوب که مردم آنها غالباً دارای تمدن عالی بودند ذوق شدیدی به آموختن در ایشان بوجود آمد. لذا با سهولت و چالاکی فرهنگ ممالک دست نشانده را پذیرفتند. در زمان مامون خلیفه عباسی تمدن اسلام بحد اعتلای خود رسید بطوری که از اواسط قرن هشتم تا اواخر قرن یازدهم زبان عربی علمی بین‌المللی گردید.
از ریاضی‌دانان بزرگ اسلامی یکی خوارزمیمی‌باشد که در سال ۸۲۰ به هنگام خلافت مأمون در بغدادکتاب مشهورالجبر و المقابله را نگاشت.
وی در این کتاب بدون آنکه از حروف و علامات استفاده کند، حل معادله درجه اولرا بدو طریقی که ما امروزه جمع جبری جمل و نقل آنها از یکطرف بطرف دیگر می‌نامیم، انجام داده است.
دیگر ابوالوفا (۹۹۸_ ۹۳۸) است که جداول مثلثاتی ذیقیمتی پدید آورده و بالاخره محمدبن هیثم(۱۰۳۹_ ۹۶۵) معروف به الحسن را باید نام بردکه صاحب تألیفات بسیاری در ریاضیات و نجوماست.
قرون وسطی از قرن پنجم تا قرن دوازدهم یکی از دردناکترین ادوار تاریخی اروپاست. عامه مردم در منتهای فلاکت و بدبختی بسر می‌بردند. جنگهای متوالی و قتل و غارت و از طرف دیگر نفوذ کلیسا آنچنان فکر مردم را به خود مشغول داشته بود که هیچ کس فرصت آنرا نمی‌یافت که در فکر علم باشد، آری مدت هفت قرن تمام اروپا محکوم به این بود که بار گران جهل و نادانی را بر دوش کشد. در اواخر قرن دهم ژربر فرانسوی کوشید تا به کمک مطالبی که در چند مدرسه از کلیساهای بزرگ اروپا آموخته بود پیشرفت جدیدی به علوم مقدماتی بدهد. وی دستگاه مخصوص را که برای محاسبه بکار می‌رفت اصلاح کرد. این دستگاه همان چرتکه بود.
برجسته‌ترین نامهائی که در این دوره ملاحظه می‌نمائیم، در مرحله اول لئوناردیوناکسی (۱۲۲۰_۱۱۷۰) ریاضی‌دان ایتالیائی است. وی که مدتهادر مشرق زمین اقامت کرده بود، آثار برخی از دانشمندان اسلامی را از آنجا به ارمغان آورد. همچنین برای اولین بار علم جبررا در هندسهمورد استفاده قرار داد. دیگر نیکلاارسم فرانسوی می‌باشد که باید او را پیشقدم هندسه تحلیلیدانست. وی اولین کسی است که نه تنها مجذور و مکعب و توانهای چهارم و پنجم اعدادرا در نظر گرفت بلکه اعدادرا بقوای کسری از قبیل یک دوم و دو سوم و یک هفتم و غیره نیز رسانید و به عبارت دیگر وانهای کسری اعدادرا بدست آورد.
در قرن پانزدهم ترقی فنی، پیشرفت علوم نظری را تحت‌الشعاع خود را قرار داد. اختراع چاپ در سال ۱۴۴۰ بوسیله گوتنبرگ سبب آن شد که تعداد کتاب در جهان با سرعتی صاعقه‌آسا رو به افزایش نهد و زمینه برای مطالعه منابع علمی گذشته که کم و بیش فراموش شده بود مهیا گردد.
در قرون پانزدهم و شانزدهم دانشمندان ایتالیائی و شاگردان آلمانی آنها در حساب عددی جبر و مکانیک ترقیات شایان نمودند. تارتاگلیا و کاردان در ایتالیا سنن ریاضی‌دانان عهد عتیق را از سر گرفتند.
رژیمن تانسوس آلمانی که از جمله بزرگترین منجمان این دوره است کتاب قدیمی‌ترین کتاب جالبی درباره مثلثات نگاشت. این کتاب قدیمی‌ترین کتاب کامل مثلثات است که در مغرب‌زمین انتشار یافت. همچنین ژان‌ورتر از اهالی نورنبرگ آلمان که به هندسه قدما به خوبی مسلط بود راه‌حل عالمانه و بدیعی از یکی از مسائل ارشمیدس که موضوع آن تقسیم کره به کمک صفحه به نسبت معلومی بود بدست داد. وی در تمام قسمتهای ریاضی بخصوص مثلثات تألیفات بسیار دارد.
ریاضی‌دانان فرانسوی در اوایل قرن شانزدهم عموماً مادون ایتالیائی‌ها بودند. مشهورترین آنها یکی اورنس فین است که در هندسه بویژه در موردتربیع دایره اکتشافات تازه‌ای کرد. دیگر پی‌یرلارامه موسوم به راموس است که بیشتر از لحاظ آثار فلسفی خود شهرت یافت. با وجود این به ریاضیات نیز علاقه فراوان نشان داد تا جائی که کتابی در ستایش ریاضیات و کتاب دیگری در مقدمات حسابو هندسهتألیف کرد. بالاخره کاندال را باید نام ببریم که در مطالعات مخصوص به چند وجهی‌ها تخصص یافت.
در اواخر قرن شانزدهم در فرانسه شخصی بنام فرانسواویت (۱۶۰۳_۱۵۴۰م) به پیشرفت علوم ریاضی خدمات ارزنده‌ای نمود. وی یکی از واضعین بزرگ علم جبر و مقابله جدید و در عین حال هندسه ‌دان قابلی بود. مثلثات جدید فقط متکی‌بر زحمات اوست. هر چند بسیاری از قدما و دانشمندان جدید باری پایه‌گذاری اساس آن زحماتی کشیده‌اند، اما ترقی آن کاملاً مرهون وی است. او اولین کسی است که مثلث کروی را با معلوم بودن سه ضلع آن حل کرد و در عین حال نخستین ریاضی‌دانی است که برای حل مسأله ترسیم دایره مماس بر سه دایره دیگر راه‌حل هندسی بدست داد و ریشه‌های معادله درجه چهارم را ساخت. کشور دانش خیز هلند نیز در اواخر این قرن مهد آزادی و یکی از مراکز مهم علمی جهان شده بود. آدرین‌رومن و سپس آدرین متیوس مقدار تقریبی عدد پی را محاسبه کردند و یکی دیگر از هموطنان آنان بنام وان سولن تا ۳۰ رقم اعشار آن را بدست آورد.
همچنین انگلستان که در آغاز قرن شانزدهم برای پیشرفت علم جبرکوشیده بود اینک با کشف لگاریتم بوسیله جان نپر تئوری فن محاسبه عددی را یک قدم قطعی بجلو برد. کوپرنیک(۱۵۴۳_۱۴۷۳) منجم بزرگ لهستانی در اواسط قرن شانزدهم در کتاب مشهور خود بنام «درباره دوران اجسام آسمانی» که همزمان با مرگش انتشار یافت تصویری از منظومه شمسی بدست داد که امروز هر دانش آموزی با آن آشناست:
۱٫    مرکز منظومه شمسی، خورشید است نه زمین.
۲٫    در حالی که ماه بگرد زمین می‌چرخد، سیارات دیگر، همراه با خود زمین بگرد خورشید می‌چرخند.
۳٫    زمین در هر ۲۴ ساعت یکبار حول محور خود می‌چرخد نه کره ستاره‌های ثابت.
پس از مرگ کوپرنیک در قلب اروپا، در کشور دانمارک مردی بنام تیکو براهه متولد شد که کارهای او پایه و اساس انقلاب قریب الوقوع نجوم گردید. وی نشان داد که حرکت سیارات کاملاً با نمایش و تصویر دایره‌های هم‌مرکز وفق نمی‌دهد. از آنجا که تیکو براهه بیشتر به رصدهای مستقیم و اندازه‌گیری سرگرم بود، هیچ کوشش برای تجزیه و تحلیل نتایج خود انجام نداد و این کار به یوهان کپلر که در سال آخر زندگی تیکو براهه دستیار وی بود محول گشت.
پس از سال‌ها کار، وی به نخستین کشف مهم خود رسید و چنین یافت که سیارات در حرکت خود به گرد خورشید یک مدار کاملاً دایره شکل نمی‌پیمایند بلکه همه آنها بر روی بیضی‌هایی حرکت می‌کنند که خورشید در یکی از دو کانون آنها قرار دارد. همچنین وی در نخستین‌بار اصل ماند (اصل جبر) را در مکانیک حدس زد که بعدها بوسیله گالیله صورت تحقیق یافت.

ابوالوفا محمد بن یحیی بن اسماعیل بوزجانی

یکی از مفاخر علمی ایران و از بزرگترین ریاضیدانان و منجمان دوره اسلامی است در روز چهارشنبه اول ماه رمضان ۳۲۸ هجری قمری در شهر بوزجان(تربت جام فعلی) چشم به جهان گشود. وی از همان سنین کودکی به خاطر هوش سرشار، تیز بینی و کنجکاویش مورد توجه خانواده و اقوامش قرار گرفت ابوالوفا علم هندسه و عدد را نزد عموی خود ابوعمر و مغازلی و دایی خود ابوعبدالله محمد بن عنبسه فرا گرفت. دورانی که ابوالوفا در آن می زیست شرایط مناسبی برای رشد او فراهم شد. استفاده از محضر استادان، کتابها و مراکز علمی گوناگون، امکان پر گشودن ذهن را برای او فراهم ساخت وی در دوران حکومت سلسله آل بویه زندگی می کرد. ابوالوفا در سن ۲۰ سالگی به عراق مهاجرت کرد وتا پایان عمر در بغداد زندگی کرد. او به یاری همکارانش در رصد خانه بغداد به رصد پرداخت او یکی از مشهورترین منجمان زمان خود بوده است. وی گاهی در کارهای علمی با شخص معاصر خود ابوریحان بیرونی به وسیله مکاتبه شریک مساعی داشته است. او سنت گذشتگان را مبنی بر تلفیق کار علمی همراه با نگارش شرحهایی بر آثار قدما ادامه داد و شرح هایی بر آثار کسانی چون اقلیدس و دیونانتوس نوشت.
بوزجانی روشهای محاسبه ای را که کارمندان و بارزگانان در کشورهای شرق اسلامی در کارهای روزانه انجام می دادند آنها را به صورت منظم و مدون در آورد.
از کارهای جالب دیگر بوزجانی، حل یک مساله جالب است که در آن از قضیه فیثاغورث استفاده نشده است. تقسیم یک مربع به تعداد معلومی از مربع های کوچک تر یا تشکیل یک مربع بزرگ با تعداد معینی از مربع های کوچک  به وسیله پهلو به پهلو قرارر دادن آنها از کارهای دیگری است که او انجام داده است.
بوزجانی در مجالس علمی زیادی شرکت داشت که  حتی عمر خیام هم در آثار خود از مسائل ریاضی مختلفی یاد می کند که دانشمندانی مانند: ابوسهل کوهی، ابوالوفای بوزجانی و ابو حامد صاغانی در دربار عضد الدوله سخت به آن مشغول بوده اند.
تا کنون در غرب پژوهش های فراوانی درباره آثار بوزجانی انجام شده است. جنجال برانگیز ترین پژوهش مربوط به«سدیو» ریاضی دان و ستاره شناس فرانسوی است. او در این پژوهش ادعا می کند که بوزجانی ۹ قرن پیش از«تیکو براهه» منجم دانمارکی در اختلاف سوم حرکت ماه را کشف کرده است» از جمله آثار وی در زمینه ریاضی می توان از:
۱- کتاب اعمال هندسی      2- مجسطی  3- کتاب حساب     4- رساله در ترکیب اعدادالوفق در مربعات  5- جواب نامه بوزجانی  به ابوعلی حبوبی در باره محاسبه مساحت مثلث بدون به کاربردن ارتفاع آن    6- المدخل آلی صناعه الاثحاطیقی
۷- رساله فی النسبه و التعریفات    8- رساله فی جمع اضلاع المربعات و المکعبات
به طور کلی مهمترین آثاری وی شامل: کتاب فی یحتاج الیه الصانع من الاعمال الهندسیه و کتاب المجسطی یا کتاب الکامل است
سرانجام ابوالوفا بوزجانی در سال ۳۸۸ هجری قمری در بغداد چشم از جهان فرو بست.
 
 
ابن سینا
شیخ الرئیس حجه الحق ابوعلی حسین بن عبدالله حسین بن علی بن سینا مشهور به ابن سینا که در سال ۳۷۰ هجری قمری در افشنه نزدیک بخارا متولد شده و در آنجا به کسب علم پرداخت. از تحصیلات مقدماتی از حمله ادبیات، قرآن، فقه و حساب را نزد پدر آموخت و برای فراگرفتن منطق و هندسه و نجوم نزد ابوعبدالله ناتلی رفت. او از همان کودکی بسیار خارق العاده بود و دانش زمان خود را به سرعت فراگرفت. ابن سینا تا چهارده سالگی پیش تمام استادان بخارا رفت و هرچه آنها می دانستند، فراگرفت. در دوره پادشاهی نوح بن منصور، هفتمین امیر سامانی، بوعلی شانزده سال داشت که پدر و مادرش یکی پس از دیگری با فاصله کمی از دنیا رفته بودند. بوعلی درس طب را نزد ابومنصور نوح قمری می خواند. او در سن شانزده سالگی به طبابت پرداخت. وی پس از درمان کردن نوح بن منصور سامانی به دربار او راه یافت. شهرت طبابت ابن سینا در شهر پیچید و مریض هایی که از معالجه نا امید می شدند نزد او می آمدند و شفا می یافتند و این شهرت روز افزون سبب شد تا آوازه او به گوش سلطان محمود نیز برسد. مامور او را دعوت کرد تا به غزنین برود، اما ابن سینا به دلیل خشونت و تعصب دینی سلطان محمود دعوت او را رد کرد و از خوارزم فرار کرد. در آن زمان به او لقب بوعلی سینا دادند به علت زنده نگه داشتن نام پدر بزرگ (علی) و نام جدش (سینا).
ابن سینا پس از فرار از خوارزم مدتی را  در ترکستان و خراسان به سر برد و سپس وارد گرگان شد و  در آنجا به طبابت پرداخت. سپس به ری رفت و در آنجا مجدالدوله دیلمی را که به بیماری مالیخولیا مبتلا شده بود، درمان کرد. او در همدان مقام وزارت شمس الدوله را به دست آورد و از حمایت علاالدوله کاکویه برخوردار گشت.
در مدت نه سالی که ابن سینا در گنگانج به سر می برد کتابهای زیادی نوشت از جمله رساله ای در مورد فن موسیقی، قصیده ای در منطق، رساله ای درباره نبض کتابی مربوط به فلسفه و رساله ای درباره افسردگی و علل آن. در این مدت ابوریحان بیرونی هم در دربار خوارزم بود. ابن سینا و بیرونی مباحثات زیادی با هم داشتند.
سرانجام ابوعلی سینا در همدان در سال ۴۲۸ هجری قمری در گذشت. از جمله معرفترین آثار او می توان به دانش نامه علایی که به  زبان فارسی است و همچنین مهم ترین اثر فلسفی او به نام شفا که شامل چهار بخش (منطقی، طبیعیات، ریاضیات و مابعد الطبیعه) است را نام برد. این اثر و کتاب بعدی به نام قانون که دایره المعارف طبی است هر دو به زبان عربی می باشند. از جمله کتاب هایی  که در مورد علم ریاضیات نوشته است کتاب «رساله الی ابوسمل المسیحی فی الزاویه» است. به طور کلی ابن سینا از دانشمندان علوم ریاضی، هندسه، نجوم، منطق، فلسفه و طب بود و وی از جمله دانشمندانی بود که هم در زمان خودش و هم سال ها و قرن ها پس از مرگش مورد احترام همه مردم و حکما بوده است. از جمله امام خمینی (ره) که در مورد ابن سینا در شرح حدیث از امام محمد باقر(ع) به عنوان رئیس فلاسفه اسلام یاد می کند و نیز در کتاب چهل حدیث خود در شرح حدیثی از امام جعفر صادق(ع) از وی به عنوان امام فن و فیلسوف بزرگ اسلام نام برده اند.  
 
خوارزمی
ابو جعفر محمد بن موسی خوارزمی یکی از دانشمندان بزرگ ایرانی، منجم، ریاضی دان و جغرافیدان در سال ۱۸۵ هجری قمری در نزدیکی بغداد پا به عرضه وجود نهاد.
او بزرگترین عالم زمان و عصر خویش است و اجدادش اهل خوارزم بودند اما به احتمال زیاد خودش از اهالی قطر بولی منطقه ای نزدیک بغداد بود.
او در زمینه زیاضیات و نجوم مهارت بسزایی داشت. وی در این ریاضی دان دوره اسلامی است که آثارش به دست ما رسیده است.  وی در زمان خلافت مامون عضو دارالحکمه بود که گروهی از دانشمندان بغداد به سرپرستی مامون قرار داشتند و مورد توجه خلیفه وقت بود. او کتاب جبر و مقابله خود را که درباره ریاضیات مقدماتی است و اولین و اولین کتاب جبر است که به عربی نوشته شده آن را به مامون تقدیم کرد.
کتابهای او در زمینه جبر، حساب، نجوم که به زبان عربی نوشته شد هم در کشورهای اسلامی و هم در کشورهای اروپایی تاثیر بسزایی داشت.
کتابهای دیگر اوکه درباره ارقام هنری است بعد از آن که در قرن دوازدهم به زبان لاتینی منتشر شد تاثیر خاص بر روی اروپائیان گذارد و نام خوارزمی مترادف با هر کتابی که درباره حساب جدید بود فراگرفت و از همین جا اصطلاح جدید الگوریتم به فضای قاعده محاسبه رواج یافت.
از جمله کتابهای دیگر او و در زمینه ریاضی می توان مختصر من حساب الجبر و القابله، کتاب الجمع و التفریق و زیج را نام برد. وی سال ۲۳۳ هجری قمری درگذشت.
 

امروزه در وضعیتی زندگی می کنیم که باید آن را دست کم تناقض آمیز خواند. ریاضیات نه تنها ابزاری بی بدیل در شکل گیری دقت و استدلال است ، بلکه نیروی شهود ، قدرت تخیل و روحیه ی نقاد را پرو بال می دهد ؛ ریاضیات همچنین زبانی مشترک بین ملت ها و عنصری پر قدرت در فرهنگ است. اما علاوه بر اینها ، به کمک رابطه ی دو جانبه ی کنش ها و واکنش ها با سایر علوم ، ریاضیات در تکوین مفاهیم و بکارگیری اشیا و موضوع های زندگی روزمره ی ما ، نقشی روز افزون ایفا می کند. و اما به طور عام باید گفت اکثریت شهروندان ما که غالباً معنای ریاضیات را از دست داده اند ، نسبت به واقعیت این امر کاملاً ناآگاهند. گاهی عداه ای ، از جمله برخی از مسوولان بلند پایه ، با لحنی بی پروا فخر فروشانه اقرار می کنند که « از ریاضی هیچ نمی دانند » یا « نمره ی ریاضی آنها صفر است » و یا آنکه مفید بودن ریاضی را انکار می کنند                                                                                                                   .
برای این تناقض و ادراک نا بسامان ، می توان توضیحاتی آورد که شاید ماهیت خاص ریاضیات توجیه شود. ریاضیات مشتمل بر نظامی از دانش است که اگر چه از ارتباط با سایر علوم و با دنیای واقعی تغذیه می شود ، ولی خود نیز به تنهایی به تقویت خویش می پردازد ؛ نظریه های ریاضی نه تنها همدیگر را نابود نمی کنند ، بلکه هر یک بر روی دیگری ساخته می شود . در جهت عکس ، هر چند تعداد فراوانی از پژوهشگران ریاضی پیش از هر چیز مجذوب جنبه ی روشنفکری و حتی زیبایی شناسی رشته ی خود شده اند ، گاهی می بینیم که کاربردهای غیر مترقبه ای هم خودنمایی می کنند . البته با آنکه کاربردها به غنی سازی پژوهش کمک می نمایند، اما نمی توانند به تنهایی آن را هدایت کنند                             .
تعادل ظریفی که به این ترتیب بین سازه های گسترش داخلی و خارجی وجود دارد ، باید با تمام قدرت حفظ شود. هر نیرویی که بخواهد فعالیت یا پژوهش ریاضی را فقط با کاربردهای بالقوه ی آن مشخص کند ، مانند آن است که خواسته باشد این فعالیت و پژوهش را از هستی ساقط کند. از سوی دیگر ، بر خلاف آنچه که در ایالات متحده ی آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی دیدیم ، اختصاص امتیاز بیشتر به اصل موضوعی سازی و بررسی ساختارها و پویایی داخلی ریاضیات ، همانند آنچه در دهه ی ۱۹۴۰ برای ریاضیات فرانسه اتفاق افتاد ، و چندین دهه پس از آن نیز ادامه یافت ، موجب شد که گسترش ریاضیات کاربردی به تاخیر افتد. سازه های پیشرفت ، غالب اوقات در مرزهای دانش مورد نظرند.
امروزه خوشوقتیم که می بینیم ریاضیات ارتباط های قوی با سایر علوم و بخش های متعدد اقتصادی را از سر گرفته و حتی ارتباط های جدیدی را به وجود آورده است. امروز مرز بین ریاضیات محض و کاربسته به سایه روشن کمرنگی تبدیل شده است. اساسی ترین بخش های ریاضی در حل مسائلی که روز به روز پیچیده تر فرا روی فناوری قرار می گیرند به کار می روند. مثلاً حوزه هایی مانند هندسه ی جبری و نظریه ی اعداد، کاربردهای غیر قابل پیش بینی در نظریه ی کد گذاری و رمز گذاری پیدا کرده اند. همچنین ارتباط ریاضیات با امور مالی و بازرگانی چنان شدت گرفته است که می تواند به ارزیابی محصولات بیش از پیش پیچیده ی مالی – بازرگانی به عنوان تابعی از نیازها و تقاضاهای دست اندر کاران اقتصاد بپردازد و حتی محصولاتی را در این زمینه ابداع و تولید نماید.                                                               

 
   

کسی که هندسه نمی‎داند از این در داخل نشود،
کتیبه سر در روی آکادمی افلاطون
بیشتر مردم نمی‎دانند که در حدود یک سده و نیم پیش انقلابی در زمینه هندسه روی داد که از لحاظ علمی به عمق انقلاب کوپرنیکی در نجوم، و از جنبه نتایج فسلفی به اهمیت نگره تکامل داروین بود. کاکستر ، هندسه‎دان کانادایی می‎نویسد: «تأثیر کشف هندسه هذلولوی در تصوری که از حقیقت و واقعیت داریم آنچنان عمیق بوده است که بدشواری می‎توانیم تصور کنیم که امکان وجود هندسه‎ای غیر از هندسه اقلیدسی تا چه اندازه در سال ۱۸۲۰ تکان دهنده جلوه‎ کرده است.» اما همه ما امورزه نام هندسه فضا – زمان نگره نسبیت اینشتاین را شنیده‎ایم. «در واقع، هندسته پیوستار  فضا – زمان به حدی به هندسه تا اقلیدسی وابسته است که آگاهی از این هندسه‎ها شرط لازم برای درک کامل جهانشناسی نسبیت است.»
هندسه اقلیدسی، همان هندسه‎ای که شما در دبیرستان خوانده‎اید، هندسه‎ای است که بیشتر برای تجسم جهان مادی به کار می‎بریم. این هندسه از کتابی به نام اصول  به دست ما رسیده که توسط اقلیدس، ریاضیدان یونانی، در حدود ۳۰۰ سال پیش از میلاد مسیح نگاشته شده است. تصوری که ما براساس این هندسه از جهان مادی پیدا کرده‎ایم تا حد زیادی به توسط آیزک نیوتن در اواخر سده هفدهم ترسیم شده است.
هندسه‎هایی که اقلیدسی نیستند از مطالعه عمیقتر موضوع توازی در هندسه اقلیدسی پیدا شده‎اند. دو نیمخط موازی عمود بر پاره خط PQ را در نمودار زیر در نظر بگیرید:

در هندسه اقلیدسی فاصله (عمودی) بین دو نیمخط هنگامی که به سمت راست حرکت می‎کنیم همواره مساوی فاصله P تا Q باقی می‎ماند؛ ولی در اوایل سده نوزدهم دو هندسه دیگر پیشنهاد شد. یکی هندسه هذلولوی (از کلمه یونانی هیپربالئین به معنی «افزایش یافتن») که در آن فاصله میان نیمخطها افزایش می‎یابد، دیگری هندسه بیضوی  (از کلمه یونانی الیپن «کوتاه شدن») که در آن این فاصله رفته رفته کم می‎‏شود و سرانجام نیمخطها همدیگر را می‎برند. این هندسه‎های نااقلیدسی بعدها به توسط ک.ف. گاوس و گ.ف.ب. ریمان در قالب هندسه کلیتری بسط داده شدند (همین هندسه کلیتر است که در نگره نسبیت عام اینشتاین مورد استفاده قرار گرفته است ).
در این کتاب ما به هندسه‎های هذلولوی و اقلیدسی خواهیم پرداخت. هندسه هذلولوی تنها به تغییر یکی از اصول اقلیدس نیاز دارد، و می‎تواند به همان آسانی هندسه دبیرستانی فهیمده شود. از سوی دیگر، هندسه بیضوی شامل مفهوم توپولوژیک تازه «سوناپذیری» است، زیرا همه نقاط صفحه بیضوی که بر روی یک خط نیستند در یک طرف آن خط قرار داردند. از این هندسه نمی‎شود به همان سهولت هندسه اقلیدسی صبحت کرد، زیرا به بسط قبلی هندسه تصویری نیاز دارد. بنابراین بحث در باره هندسه بیضوی را در یک ضمیمه کوتاهی انحام داده‎ام. (اشتباه نشود! منظو ما این نیست که ارزش هندسه بیضوی کمتر از ارزش هندسه‌هذلولوی است.) فهم هندسه ریمانی مستلزم درک کامل محاسبات دیفرانسیل و انتگرال، و لذا بیرون از ظرفیت این کتاب است (در ضمیمه «ب» مختصری راجع به آن بحض شده است).
فصل اول با تاریخچه مختصری در باب هندسه در دوران قدیم آغاز می‎شود، و به بیان اهمیت بسط روش بنداشتی  توسط یونانیان ادامه می‎یابد. همچنین پنج اصل موضوع اقلیدس معرفی و به تلاش لژاندر برای اثبات اصل موضوع پنجم ختم می‎شود. برای پیدا کردن نقص برهان لژاندر (و برهانهای دیگر)، لازم است که مبانی هندسه دو باره دقیقاً مورد بررسی قرار گیرد. ولی، پیش از آنکه بتوانیم اساساً هندسه‎ای بنا کنیم، باید به بعضی از اصول بنیادی منطق آگاهی داشته باشیم. این اصول در فصل دوم به گونه‎ای غیر رسمی دوباره بررسی شده‎اند. در این فصل عناصر مشکله یک برهان دقیق را از نظر می‎گذرانیم و بویژه به روش اثبات نامستقیم یا برهان خلف تکیه می‎کنیم. فصل دوم به مفهوم بسیار مهم الگو  برای یک دستگاه بنداشت ختم می‎شود، که با الگوهای متناهی از بنداشتهای وقوع نقاط و خطوط در هندسه نشان داده شده‎اند.
فصل سوم با بحثی از برخی نقایص در نحوه ارائه هندسه به توسط اقلیدس آغاز شده، و این نقایص با ارائه کامل بنداشتهای داوید هیلبرت (با اندکی تغییر) و نتایج اولیه آنها برطرف شده‎اند. ممکن است هنگام اثبات نتایجی که خودبخود بدیهی به نظر می‎رسند بی‎حوصله شوید. اما، هرگاه بخواهید با اطمینان در فضای نااقلیدسی کشتی برانید باید به این کار اساسی تن درهید.
مطالعه نتایج بنداشتهای هیلبرت، جز اصول نوازی، در فصل چهارم ادامه یافته است.
موضوع این مطالعه هندسه نتاری نامیده شده است. بعضی از قضیه‎های اقلیدس (مثل قضیه زاویه خارجی) را که شما با آنها آشنایی دارید، با روشی غی از روشهایی که به توسط اقلیدس به کار رفته‎اند اثبات خواهیم کرد. این تغییر به علت شکافهای منطقی موجود در استدلالاهای اقلیدس لازم بوده است؛ همچنین برخی قضایا را که اقلیدس نمی‎توانسته است بر آنها واقف باشد (مانند قضیه‌ساکری – لژاندر) ثابت خواهیم کرد.
به اتکای پایه‎های محکمی که در فصول مقدم بر فصل پنجم گذاشته شده‎اند، آمادگی خواهیم داشت که در فصل پنجم چند تلاش مهم را که برای اثبات اصل توازی صورت گرفته‎اند مورد تجزیه و تحلیل قرار دهیم (در تمرینات مجال خواهید داشت که نقایصی را در تلاشهای دیگر پیدا کنید). بر اثر این مطالعات، شیوه تفکر اقلیدسی شما چنان تکان می‎خورد که در فصل ششم می‎توانیم «دنیا شگرف تازه»‎ای را کشف کنیم، دنیایی را که در آن مثلثها مجموع زوایای «نادرست» دارند، مستطیل وجود ندارد، خطوط موازی ممکن است واگرا و یا به طور مجانبی همگرا باشند. در ضمن این کار داستان هیجان‎انگیز تاریخی اکتشاف تقریباً همزمان هندسه هذلولوی توسط گاوس، بویوئی و لوباچفسکی، در اوایل سده نوزدهم، را ورق خواهیم زد.
این هندسه با اینکه ناآشناست، به همان سازگاری هندسه اقلیدسی است. این نکته را در فصل هفتم هنگام بررسی سه الگوی اقلیدسی که در تجسم هندسه هذلولوی نیز ما را یاری می‎کند اثبات خواهیم کرد. الگوهای پوانکاره این برتری را دارند که در آنها زوایا به روش اقلیدسی اندازه گرفته می‎شوند؛ برتری الگوی بلترامی – کلاین در نمایش خطوط توس پاره‎خطهای اقلیدسی است. همچنین در فصل هفتم از مطالبی از هندسه اقلیدسی بحث خواهیم کرد که در کتابهای دبیرستانی ذکری از آنها نشده است.
سرانجام،‌فصل هشتم به طریقی کلی برخی از استلزامهای فلسفی هندسه‎های نااقلیدسی را دربر می‎گیرد. عرضه مطالب تعمداً به گونه‎ای جدلی صورت گرفته است و منظور از مقاله‎های انشایی برانگیختن خواننده و تشویق او به تفکر و مطالعه بیشتر است.
بسیار مهم است که شما همه تمرینات را حل کنید، زیرا که نتایج تازه در ضمن تمرینات بسط داده شده و سپس در فصول بعدی مورد استفاده قرار گرفته‎اند. با حل همه تمرینات، ممکن است شما هم به جایی برسید که از هندسه به اندازه من لذت ببرید.

هندسه اقلیدس
اصل توازی… در دوران کهن حل نهایی مسئله‎ای بود که بایستی ریاضیات یونان را زمانی دراز پیش از اقلیدس به خود مشغول داشته باشد.
هانس فروید نتهال
منشأ هندسه
واژه «ژئومتری» از دو واژه یونانی؛ ژئو، به معنی زمین، و متراین، به معنی اندازه‎گیری آمده است؛ هندسه در اصل علم اندازه‎گیری زمین بوده است. هرودت، مورخ یونانی (سده پنجم قبل از میلاد)، پیدایش هندسه را به مساحان مصری نسبت می‎دهد. ولی تمدنهای کهن دیگر (بابلی، هندی، چینی) هم اطلاعات هندسی زیاد داشته‎اند.
هندسه پیشینیان در واقع گرد‎اوری از روشهای «قاعده سرانگشتی» بود که از راه آزمایش. بررسی شباهتها، حدسها و شهودهای اتفافی، دست یافتن به آنها میسر شده بود. خلاصه، هندسه موضوعی تجربی بود که جوابهای تقریبی آن معمولاً برای مقاصد عملی کافی بودند. بابلیهای ۲۰۰۰ تا ۱۶۰۰ سال پیش از میلاد مسیح محیط دایره را ۳ برابر قطرش می‎گرفتند. یعنی  را مساوی ۳ اختیار می‎کردند. این همان مقداری است که ویتروویوس  معمار رومی به آن داده بود و در نوشته‎های چینی همان مقدار پیدا شده است. حتی یهودیان باستانی این مقدار را مقدس می‎شمردند و می‎پنداشتند که کتاب مقدس آن ار تثبیت کرده است (کتاب اول پادشاهان، باب هفتم، آیه بیست و سوم) و تلاش خاخام نهه میا  برای تبدیل   به ۷/۲۲ به نتیجه نرسیده بود. مصریان سال ۱۸۰۰ پیش از میلاد، طبق پاپیروس رایند  مقداری تقریبی   را چنین می‎گرفته‎‏اند:
 
حدسهای مصریان در پاره‎ای از موارد درست و در پاره‎ای دیگر نادرست بودند. یکی از کارهای برجسته آنان پیدا کردن دستور صحیح برای حجم هرم ناقص مربع القاعده بوده است. از سوی دیگر، چنین می‎‏پنداشتند که دستوری که برای مساحت مستطیل صحیح است برای هر چهار ضلعی نامشخص نیز می‎تواند صحیح باشد. هندسه مصری به معنی یونانی کلمه علم نبود، بلکه صرفاً انبانی بود پر از قواعد محاسبه، بی‎هیچ موجبی یا توجیهی.
بابلیان در حساب و جبر خیلی از مصریان پیشرفته‎تر بودند. وانگهی، قضیه فیثاغورس را – که در هر مثلث قائم الزاویه مربع طول وتر مساوی با مجموع مربعات طولهای دو ضلع دیگر است – خیلی پیش از آنکه فیثاغورس به دنیا بیاید می‎دانستند. تحقیات اخیر اتونویگه باوئر  تأثیر جبر بابلیان بر ریاضیات یونانی را که قبلاً نادانسته بود مکشوف ساخته است.
ولی یونانیان. و پیش از همه طالس ملطی،  اصرار می‎ورزیدند که احکام هندسی باید از راه استدلال قیاسی ثابت شوند نه از راه آزمایش و خطا. طالس با محاسبات قسمتی درست و قسمتی نادرست که از ریاضیات بابلی و مصری در دست بود آشنایی داشت. وی ضمن کوشش برای تمیز نتایج درست از نادرست، نخستین هندسه منطقی را بنیاد نهاد. (طالس به سبب پیشگویی خورشیدگرفتگی سال ۵۸۵ پیش از میلاد نیز مشهور است). استخراج منظم قضایا از راه اثبات، از مشخصات ریاضیات یونانی و کاملا تازه بوده است.
نظام بخشی و تابع اصول سازی که با طالس آغاز شده بود، مدت دو سده توسط فیثاغورش و شاگردانش ادامه یافت. معاصران فیثاغورش در او به دیده پیامبری دینی می‎نگریستند. او به ابدیت روح و تناسخ معتقد بود. او از پیروان خود یک «جمعیت برادری» تشکیل داد که آداب تهذیب و تزکیه‎ای خاص خود داشت، و پیرو عقاید گیاهخواری و اشتراک اموال بود. تمایز فیثاغورسیان از دیگر گروههای مذهبی در این بود که آنان اعتلای روح و یگانگی با خدا را از راه مطالعه موسیقی و ریاضی میسر می‎دانستند. در موسیقی، فیثاغورس نسبتهای صحیح فواصل هارمونیک را حساب کرد. در ریاضیات، خواص مرموز و شگفت‎انگیز اعداد را تعلیم می‎داد. کتاب هفتم اصول اقلیدس که کتابی در باره نگره اعداد است، در مکتب او آموخته می‎شد.
زمانی که فیثاغورسیان طولهای کنگ، نظیر   را کشف کردند به سختی یکی خوردند (فصل دوم صفحات ۳۴-۳۵). در ‎آغاز کوشیدند که این کشف را پوشیده نگاه دارند. پروکلوس  مورخ می‎نویسد: «هم می‎دانیم مردی که نخستین بار نگره اعداد کنگ را آشکار ساخت هنگام غرق یک کشتی از میان رفت، تا چیزی که بیان نشدندی و تصور ناپذیر است برای همیشه پوشیده بماند». از آنجایی که فیثاغورسیان   را عدد نمی‎شمردند، جبر خود را به صورت هندسی درآوردند تا بتوانند   و طولهای کنگ دیگر را به توسط پاره خط (مثلاً   را با قطر مربعی به ضلع واحد) نشان دهند.
پی‎ریزی منظم هندسه مسطحه توسط مکتب فیثاغورش را بقراط ریاضیدان (با طبیبی به همین نام خلط نشود) در حدود سال ۴۰۰ پیش از میلاد مسیح در کتاب اصول سروصورتی داد. با اینکه این کتاب گم شده است، می‎توانیم با اطمینان خاطر بگوییم که قسمت اعظم کتابهای اول تا چهارم اصول اقلیدس را، که یک سده بعد منتشر شده، دربرداشته است. فیثاغورسیان هرگز قادر نبودند نگره تناسبهایی را که بر طولهای کنگ نیز جاری باشد بسط دهند. این کار بعداً توسط ائودوکسوس،  که نگر‎ه‎اش در کتاب پنجم اصول اقلیدس گنجانیده شده است، انجام گرفت.
سده چهارم پیش از میلاد مسیح ناظر شکوفایی آکادمی علوم و فلسفه افلاطون (که در حدود سال ۳۸۷ پیش از میلاد بنیاد نهاده شد) بود. افلاطون در کتاب جمهوری می‎نویسد: «مطالعه ریاضیات دستگاهی ذهنی را توسعه می‎دهد و به کار می‎اندازد که ارزش آن از هزار چشم بیشتر است، زیرا که درک حقیقت فقط از راه ریاضی میسر است». افلاطون می‎آموخت که جهان اندیشه مهمتر از جهان مادی حواس است. زیرا که این جهان سایه جهان اولی است. جهان مادی غاری است ناروشن که بر روی دیوارهای آن تنها سایه‎های جهان واقعی خارج را که به نور خورشید روشن شده است، می‎بینیم. خطاهای حواس باید از راه تمرکز فکر اصلاح شوند، که خود این تمرکز از راه مطالعه ریاضیات بهتر میسر می‎‏شود. روش سقراطی محاوره اصولا روش اثبات نامستقیم است، که با آن نشان داده می‎شود که حکم زمانی نادرست است که به تناقضی منجر شود. افلاطون کراراً اثبات کنگ بودن طول قطر مربعی به اضلاع واحد را به عنوان مثالی برای یک روش اثبات نامستقیم (()برهان خلف، فصل دوم، صفحات ۲۳-۳۵) آورده است. نکته اینجاست که این کنگ بودن طول هرگز نمی‎توانسته از راه‎ اندازه‎گیریهای عینی، که همیشه متضمن یک حاشیه کوچک تجربی خطاست، کشف شود.
اقلیدس شاگر مکتب افلاطون بود. در حدود ۳۰۰ سال پیش از میلاد روش قاطع هندسه‌ یونانی و نگره اعداد را در اصول سیزده جلدیش منتشر کرد. با تنظیم این شکاهار، اقلیدس تجربه و کارهای مهم پیشینیان خود در سده‎های جلوتر را گرد هم آورد: تجارب فیثاغورسیان را در کتابهای اول تا چهارم و هفتم و نهم؛ نتایج کارهای آرکیتاس  را در کتاب هشتم؛ کارهای ائودوکسوس را در کتابهای پنجم، ششم، دوازدهم، و کارهای تئه تتوس  را در کتابهای دهم و سیزدهم. کتاب اقلیدس چنان به طور کامل جانشین کوششهای پیشین در شناسانیدن هندسه شد که کمتر نشانه‎ای از آن کوششها به جا ماند. جای تأسف است که بازماندگان اقلیدس قادر نبودند حق تألیف کتاب او را گرد‎آوری کنند؛ چون نامبرده مؤلفی است که اثرش بیش از هرکسی در تاریخ بشریت خوانده شده است. روش او در هندسه متجاوز از دو هزار سال بر تعلیم این ماده مسلط بود. وانگهی، روش بنداشتی که اقلیدس به کاربرد الگویی است برای آنچه که ما امروز «ریاضیات محض » می‎نامیم. «محض» به معنی «اندیشه محض» است: هیچ تجربه عینی برای تحقیق درستی احکام لازم نیست – تنها باید مراقب استدلال در اثبات قضایا بود.
اصول اقلیدس از این حیث هم «محض» است که متضمن هیچ کاربرد علمی نیست؛ البته، هندسه اقلیدسی مورد استعمال بسیار در مسائل عملی مهندسی داشته است، ولی در اصول اشاره‎ای به آنها نشده است. در افسانه آمده است که یکی از آموزندگان مبتدی هندسه از اقلیدسی پرسید: «از آموختن این مطالب چه عاید من می‎شود؟» اقلیدس غلامش را خواند و گفت: «سکه‎ای به او بده، چون که می‎خواهد از آنچه که فرا می‎گیرد چیزی عایدش شود». این گونه تلقی از کاربرد ریاضیات در میان بسیاری از ریاضیدانان محض تا به امروز متداول مانده است – آنها ریاضیات را صرفاً برای خودش، و برای زیبایی و ظرفات ذاتیش فرا می‎گیرند.
چنانکه بعداً خواهیم دید، جای شگفتی است که ریاضیات محض اغلب کاربردهایی پیدا می‎کند که خالق آن هرگز خوابش را هم نمی‎دیده است – دورنمای «غیر عملی» ریاضیات محض، در نهایت، برای اجتماع مفید است. گذشته از آن، آن بخشهایی از ریاضیات هم که «کاربسته» نبوده‎اند برای اجتماع ارزش دارند، خواه به عنوان آثاری زیبا که با هنر و موسیقی قابل مقایسه‎اند و خواه از لحاظ سهم بزرگی که در بسط فهم و خود‎‏آگاهی انسان داشته‎اند.

روش بنداشتی
ریاضیدانان برای کشف قضایا ممکن است از راههای آزمایش و خطا، محاسبه حالات ویژه، حدس در نتیجه الهام، و یا از هر راه دیگری استفاده کنند. روش بنداشتی روشی برای اثبات درستی نتایج است. برای برخی از نتایج مهم در ریاضیات اساساً تنها دلیلهای ناقص داده شده بوده است (خواهیم دید، که حتی اقلیدس هم در این زمینه مقصر بوده است). ولی مهم نیست، زیرا که دلیل درست، عاقبت (اغلب بسیار دیر) فراهم می‎شود و جهان ریاضی خشنود می‎گردد.
بنابراین، دلیلها به ما اطمینان می‎دهند که نتیجه‎ها درست هستند. در بسیاری از موارد این استدلالها نتایج کلیتری را عاید می‎کنند. مثلا، مصریان و هندیان به تجربه دریافته بودند که هرگاه اضلاع مثلثی ۳ و ۴ و ۵ باشند، آن مثلث قائم الزاویه است. اما یونانیان ثابت کردند که اگر اضلاع a و b وc  از مثلثی چنان باشند که  ، آنگاه مثلث قائم الزاویه است. برای کسب اطمینان از درستی این نتیجه لازم است بینهایت بار به آزمایش بپردازیم (و بعلاوه، آزمایشها تنها اندازه تقریبی اشیاء را به ما می‎‏دهند). بالاخره، استدلال بینشی شگرف از روابط بین اشیاء مختلفی که مطالعه می‎کنیم به ما می‎بخشد و ما را ملزم می‎سازد که اندیشه‎های خود را به گونه‎ای منسجم سازمان دهیم.
روش بنداشتی چیست؟ اگر بخواهم از راه استدلال محض شما را متقاعد سازم که حکم ۱S را بپذیرید، باید بتوانم نشان دهم که این حکم چگونه به طور منطقی از حکم دیگر ۲S، که  شما قبلاً آن را پذیرفته‎اید، نتیجه می‎شود. ولی اگر شما ۲S را قبول نداشته باشید، من باید نشان دهم که ۲S چگونه به طور منطقی از یک حکم دیگر ۳S نتیجه می‎شود. ممکن است لازم شود این عمل را چند بار تکرار کنم تا به حکمی برسم که شما آن را می‎‏پذیرید و احتیاجی به اثبات آن نیست. حکم اخیر نقش یک بنداشت (یا اصل موضوع) را ایفا می‎کند. اگر نتوانم به حکمی برسم که شما به عنوان مبنای استدلال من بپذیرید، دچار «تسلسل» خواهم شد، یعنی باید دلیل پشت دلیل بیاورم بی آنکه پایانی داشته باشد.
پس باید دو شرط مسلم شوند تا درستی برهانی را بپذیریم:
شرط ۱٫ پذیرفتن احکامی به نام «بنداشت» یا «اصل موضوع» که به هیچ توجیه دیگری نیاز نداشته باشند.
شرط ۲٫ توافق بر اینکه کی و چگونه حکمی «به طور منطقی» از حکم دیگر نتیجه می‎شود، یعنی توافق در برخی از قواعد استدلال.
کار عظیم اقلیدس این بود که چند اصل ساده، چند حکم که بی‎نیاز به توجیهی پذیرفتنی بودند دستچین کرد، و از آنها ۴۶۵ گزاره نتیجه گرفت، که بسیاری از آنها پیچیده بودندو به طور شهودی بدیهی نبودند و تمام اطلاعات زمان او را دربرداشتند. یک دلیل بر زیبایی اصول اقلیدس این است که این همه را از آن اندک نتیجه گرفته است.
اصطلحات تعریف نشده (حدود اولیه)
در اینکه برای پذیرفتن درستی استدلالی چه لازم است بحث کردیم. اینک شرطی که آن را مسلم می‎شماریم:
شرط O. تفاهم متقابل در معنی واژه‎ها و نمادهایی که در سخن به کار برده می‎شوند.
تا وقتی که اصطلاحاتی را که به کار می‎بریم برای هردوی ما آشناست و از آنها به نحوی سازگار استفاده می‎کنیم در تفاهم متقابل مشکلی وجود ندارد. اگر من اصطلاح ناآشنایی را به کار ببرم شما حق دارید تعریف آ نرا از من بخواهید. تعاریف را به دلخواه نمی‎توان داد؛ تعاریف تابع قواعد استدلالیبی هستند که در شرط ۲ به آنها اشاره کردیم (ولی آنها را مشخص نکردیم). مثلاً اگر زاویه قائمه را زاویه ْ۹۰ تعریف کنم و زاویه ْ۹۰ را زاویه قائمه تعریف کنم، آنگاه از قاعده خلاف استدلال دوری عمل نمودن تخلف کرده‎ام.
و نیز، هر اصطلاحی را که به کار می‎بریم نمی‎توانیم تعریف کنیم. برای اینکه اصطلاحی را تعریف کنیم باید اصطلاحهای دیگری را بکار بریم و برای تعریف این اصطلاحها، باید بازهم از اصطلاحهای دیگری استفاده نماییم، و به همین قیاس، اگر مجاز نباشیم برخی از اصطلاحات را تعریف نشده بپذیریم دچار دور یا تسلسل خواهیم شد.