Empirische Geometrie (GEO)

Grundmengen
P   eine Menge von geometrischen Punkten
L   eine Menge von Linien
E   eine Menge von Ebenen

Relationen
zw   Zwischenrelation
kon  Kongruenzrelation

Typisierungen
θ1   zw ∈ ℘ ( P × P )
θ2   kon ∈ ℘ ( P × P × P × P )

Definitionen
kollinear ( a, b, c ) gdw ∃ l ∈ L ( a ∈ l ∧ b ∈ l ∧ c ∈ l ‘ )
nicht-kollinear ( a, b, c ) gdw ¬ ∃ l ∈ L ( a ∈ l ∧ b ∈ l ∧ c ∈ l )
a, b, c ∈ x gdw a ∈ x ∧ b ∈ x ∧ c ∈ x
ZW ( a, l, b ) gdw ¬ ( a ∈ l ∧ b ∈ l ∧ ∃ c ∈ l ( zw ( a, c, b ) ) )

Hypothesen
H1   ∀ l, l ‘ ∈ L ∃ a, b ∈ P ( a ≠ b ∧ a ∈ l ∧ b ∈ l )
H2   ∀ a, b ∈ P ∃ l ∈ L ( a ∈ l ∧ b ∈ l )
H3   ∀ a, b ∈ P ( a ≠ b → ∃ l ∈ L ( a ∈ l ∧ b ∈ l ∧ ∀ l ‘ ∈ L ( a ∈ l ‘ ∧ b ∈ l ‘ → l = l ‘ ) )
H4   ∀ e ∈ E ∃ a, b, c ∈ P ( nicht-kollinear ( a, b, c ) ∧ a ∈ e ∧ b ∈ e ∧ c ∈ e )
H5   ∀ a, b, c ∈ P ∃ e ∈ E ( a, b, c ∈ e ∧ ∀ e ‘ ∈ P ( a, b, c ∈ e ‘ → e = e ‘ ) )
H6   ∀ a, b, c ∈ P ( nicht-kollinear ( a, b, c ) → ∃ e ∈ E ( a, b, c ∈ e ∧ ∀ e ‘ ∈ E ( a, b, c ∈ e ‘ → e = e ‘ ) ) )
H7   ∀ l ∈ L ∀ e ∈ E ( ∃ a, b ∈ P ( a, b ∈ l ∧ a, b ∈ e ) → l ⊆ e )
H8   ∀ e, e ‘ ∈ E ( ∃ a, b ∈ P ( a ∈ e ∧ a ∈ e ‘ ) → ∃ b ∈ P ( a ≠ b ∧ b ∈ e ∧ b ∈ e ‘ ) )
H9   ∃ a, b, c, d ∈ P ( a ≠ b ∧ a ≠ c ∧ a ≠ d ∧ b ≠ c ∧ b ≠ d ∧ c ≠ d )
H10  ∀ a, b, c ∈ P ( zw ( a, b, c ) → ∃ l ∈ L ( a ≠ b ∧ a ≠ c ∧ b ≠ c ∧ a, b, c ∈ l ) )
H11  ∀ a, b, c ∈ P ( zw ( a, b, c ) → ¬ zw ( c, b, a ) )
H12  ∀ a, b, c ∈ P ( zw ( a, b, c ) → ¬ zw ( b, a, c ) )
H13  ∀ a, b, c ∈ P ( kollinear ( a, b, c ) ∧ disjunkt ( a, b, c ) → zw ( a, b, c ) ∨ zw ( b, c, a ) ∨ zw ( c, a, b ) )
H14  ∀ a, b ∈ P ( a ≠ b → ∃ c ∈ P ( zw ( a, b, c ) ) )
H15  ∀ a, b ∈ P ( a ≠ b → ∃ c ∈ P ( zw ( a, c, b ) ) )
H16  ∀ a, b, c, d ∈ P ( zw ( a, b, c ) ∧ zw ( b, c, d ) → zw ( a, d, b ) )
H17  ∀ a, b, c, d ∈ P ( zw ( a, b, d ) ∧ zw ( b, c, d ) → zw ( a, b, c ) )
H18  ∀ e ∈ E ∀ a, b, c ∈ P ∀ l ∈ L ( kollinear ( a, b, c ) ∧ ( ZW ( a, l, b ) ∧ c ∉ l → ZW ( b, l, c ) ∨ ZW ( a, l, c ) ) )
H19  ∀ a, b, c ∈ P ( kon ( a, a, b, c ) → b = c ) )
H20  ∀ a, b ∈ P ( kon ( a, b, b, a ) )
H21  ∀ a, b, c1, d1, c2d2P ( kon ( a, b, c1d1 ) ∧ kon ( a, b, c2d2 )  → kon ( c1, d1, c2d2 ) )
H22  ∀ X, Y ∈ ℘ ( P ) ( X ≠ \emptyset ∧ Y ≠ \emptyset → ∃ a ∈ P ∀ b, c ∈ P ( b ∈ X ∧ c ∈ Y → zw ( b, a, c ) → ∃ d ∈ P ∀ a1 ∈ P ∀ b1 ∈ Pa1X \ { d } ∧ b1Y \ { d }zw ( a1, db1 ) ) )
H23  ∀ e ∈ E ∀ l ∈ L ∀ a ∈ P \ l ∃ l ‘ ∈ L ( a ∈ l ‘ ∧ l ∩ l ‘ = \emptyset )

Modelle
x ist ein Modell der Geometrie M(GEO) gdw es Mengen P, zw, kon gibt, so dass gilt:

x = 〈 P, zw, kon

und die Relationen zw, kon haben die Typen θ1 und θ2 und die Hypothesen H1 ( P, zw, kon ), …, H23 ( P, zw, kon ) gelten in x.

I(GEO) ist die Menge der intendierten Systeme.

Beispiele
– Ackerflächen in Ägypten, zu verschiedenen Perioden
– Ackerflächen in Mesopotamien, zu verschiedenen Perioden
– Regionen, die durch Landvermessung kartographiert sind
– Erdoberfläche des Planeten Erde
– Mondoberfläche
– der Raum «unseres» Sonnensystems.