幾何基礎
 
幾何基礎的五組二十條公理
第一組──接合公理
I1 通過任意給定的兩點有一直線。
I2 通過任意給定的兩點至多有一直線。
I3 每一直線上至少有兩點;至少有三點不同在直線上。
I4 通過任意給定的不共線三點有一平面;每一平面上至少有一點。
I5 至多有一平面通過任意給定的不共線三點。
I6 若直線a的兩點A,B在平面α上,則a上所有點都在α上,這時直線a稱為在平面α上,或平面α通過或含有a。
I7 若兩平面有一公共點,則至少還有一公共點。
I8 至少有四點不同在一平面上。

第二組──順序公理
II1 若點B介於兩點A,C之間,則A,B,C是一直線上的互異點,且B也介於C,A之間。
II2 對於任意兩點A,B,直線AB上至少有一點C存在,使B介於A,C之間。
II3 在共線三點中,一點介於其它兩點間的情況不多於一次。
II4 設A,B,C是不共線的三點,a是平面ABC上不通過A,B,C中任一點的一直線,則若a有一點介於A,B之間那末它必還有一點介於A,C之間或介於B,C之間。

第三組──合同公理
III1 設A,B為一直線a上兩點,A'為同一或另一直線a'上的點,則在a'上點A'的給定一測有一且只一點B'使線段AB合同於或等於線段A'B':AB=A'B',並且對於每一線段,要求AB=BA。
III2

設線段A'B'=AB,A''B''=AB,則也有A'B'=A''B''。

III3 設AB和BC是直線a上沒有公共內點的兩線段,而A'B'和B'C'是同一或另一直線a'上的兩線段,也沒有公共內點,如果這時有AB=A'B',BC=B'C',則也有AC=A'C'。
III4 在平面α上給定∠(h,k),在同一或另一平面α'上給定直線a',而且在平面α'的一側。設h'是直線a'上以一點O'為原點的射線。那末在平面α'上直線a'的指定一側,有一條且只有一條以O'為原點的射線k'使∠(h,k)=∠(h',k')。每個角都要求與自身合同,即∠(h,k)=∠(h,k)以及∠(h,k)=∠(h,k)。即是說:每個角可以唯一地放在給定平面上給定射線的給定一側。
III5 設A,B,C是不共線三點,而A',B',C'也是不共線三點,如果AB=A'B',AC=A'C',∠BAC=∠B'A'C',那末也就有∠ABC=∠A'B'C',∠ACB=∠A'C'B'。

第四組──連續公理
IV1 (阿基米德公理)設AB和CD是任三線段,那末在直線AB上存在著有限個點A1,A2,…,An,排成這樣:A1介於A和A2之間,A2介於A2和A3之間,以下類推,並且線段AA1,A1A2,…,An-1An都合同於線段CD,而且B介於A和An之間。
IV2 (康托公理)設在一直線a上有由線段組成的一個無窮序列A1B1,A2B2,…,其中在後的每一線段都被包含在前一個內部,並且任意給定一線段,總有一足碼n使線段AnBn比它小。那末在直線a上存在一點X落在每個線段A1B1,A2B2,…的內部。

第五組──平行公理
V 通過直線外一點至多可引一直線平行於該直線。


參考:《幾何基礎》

以上資料摘自:
1. 蔣聲著,《歐幾里得第五公設》,九章出版社,台灣,1993。
2. 朱德祥編,《高等幾何》,高等教育出版社,北京,2000。