* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
ВВЕДЕНИЕ:
ЧТО ТАКОЕ
ПЛОЩАДЬ?
11
Одно из возможных прямых построений функции со свойствами (а) — (б) на классе многоугольных фигур фактически было описано в п. 1.2: заданная многоугольная фигура разбивается на треуголь ники без общих внутренних точек, затем дли каждого треугольника составляется половина произведения какой-нибудь стороны на со ответствующую высоту и результаты складываются. Тот факт, что этим путем действительно получается функция многоугольной фи гуры со свойствами (а)—(б), требует, конечно, доказательства. После того как площадь построена на классе многоугольных фигур, ее уже сравнительно нетрудно продолжить на класс квад рируемых фигур. Способ продолжения опять-таки был фактически описан в п. 1.2: за площадь квадрируемой фигуры принимается то единственное число, для которого площади входящих много угольных фигур служат приближениями с недостатком, а площади объемлющих многоугольных фигур — приближениями с избытком. Свойства ( а ) ^ ( б ) для продолженной функции выводятся из ее уже установленных свойств на классе многоугольных фигур. Всякое прямое построение функции со свойствами (а) — (б) само, очевидно, может служить определением площади. Такие определе ния называются конструктивными, и любое из них может быть положено в основу теории площадей. Если при аксиоматическом определении площади должны быть доказаны ее существование и единственность, то при конструктивном определении становятся теоремами и подлежат доказательству свойства (а) — (б). С логи ческой точки зрения конструктивное построение теории площадей эквивалентно аксиоматическому и в конечном счете отличается от него лишь порядком изложения. Методически каждое построение имеет свои достоинства и свои недостатки. Для начинающего очевидным недостатком намеченного выше конструктивного определения площади является его психологи ческая неубедительность: площадь треугольника по определению объявляется равной половине произведения основания на высоту. Более естественным является конструктивный подход к понятию площади, содержащийся в широко известной наивной формулировке: площадь фигуры есть число единиц площади, заключенных в этой фигуре. Этой формулировке можно следующим образом придать точный смысл. Разобьем плоскость горизонталями и вертикалями на квадраты со стороной 1, затем каждый из них на 100 квадра тов со стороной / , затем каждый из полученных квадратов—на 100 квадратов со стороной / , и т. д. Пусть а —число квадра тов со стороной Vio i целиком содержащихся в заданной фигуре F, и а — число квадратов со стороной / , пересекающихся с этой
г 1 0 1 1 0 0 п n 1 п п х о
фигурой (см. рис. 19 на стр. 57). Положим s = /юо n = nfwo С наивной точки зрения s есть «число единиц площади, заключен ных в F», взятое с недостатком, a s' —«число единиц площади,
n n n
а и
п и
s
a
n