我要进一步说:从D点到圆只有两条相等的线段,它们位于DG线的两侧。
令:在线段MD上的M点,建角DMB等于角KMD,连接DB(命题I.23);
那么因为MK等于MB,MD是公共边。所以:KM、MD两边等于对应的BM、MD两边,且角KMD等于角BMD。所以:第三边DK等于第三边DB(命题I.4)。
我还进一步说:从D点不可能有另一条到圆的线段等于DK;
假设:这是可能的,假定这条线段是DN,于是DK等于DN。DK等于DB,DB也等于DN,即是说,离最短线段DG越近的线段等于离它越远的线段,这是不可能的;
所以:从D点到圆ABC没有第二条线能够位于最短的DG的一侧。
所以:圆外的一点向圆引线段,其中的一条穿过圆心,其余是任意线。那么在凹圆弧上的连线中,穿过圆心的线段最长,其余的线段中,离这条线段越近则越长;在与圆凸面的连线中,该点与直径之间的线段最短,其余的线段离这条线段越近则越短;且从这一点到圆周上的连线中,只有两条线段相等,它们分别位于最短的线段两侧。
证完
注解
这一命题的陈述比前一命题更加复杂。这一命题处理从圆外的某一点D到圆周上的距离。如果直径AG的延长线过D,那么,它的一个终点G是在圆周上并最接近D,且另一点A是最远的一点。因为一个点从A到D沿圆周旅行,尽量靠近D。欧几里得认为圆周分为两个部分,凸起的部分是靠D点近的,同时凹的部分是圆的边较远的部分。最后的陈述是,如果K是圆周上的一个点,那么圆周上有一个正确的点B到D的距离相等(当然K既不是G也不是A,这只是一种假定)。
汉帛书《彗星图》
中国古代天文学的成就,包括阴阳历法的制定、天象观测、天文仪器制造和使用以及构造宇宙理论。至汉代,中国已形成独特的天文和历法体系。《汉书·五行志》中记录了公元前28年3月的太阳黑子现象,《汉书·天文志》中记载了公元前32年10月24日的极光现象。马王堆出土的29幅彗星图对彗星的观测非常细致,不仅注意到彗头、彗尾和彗核,而且还知道彗头和彗尾有不同的类型。
注意:这一命题的证明同前一命题一样,也有一个逻辑漏洞。后来的许多数学家,补充过该漏洞。
这一命题在《原本》中的其他地方再没有被利用过。
命题III.9
如果自圆内一点作出的到圆上的线段有两条以上相等,那么该点即圆心。
设:D点在圆ABC内,从点D引出的到圆上的两条以上的相等线段为DA、DB和DC。
那么我说:D点即为圆ABC的圆心。
令:连接AB、BC,并在E、F点平分两条线,连接ED、FD,并延长至G、K、H和L(命题I.10);
因为:AE等于EB,而ED为公共边。那么AE和ED就等于BE和ED。又第三边DA等于第三边DB。
所以,三角形AED全等于三角形BED(命题I.8)。
所以:角AED与BED皆为直角。所以:GK平分AB为相等的两部分并为直角。
又因为:如果圆中的一条线切分另一条线为相等的两部分并构成直角,那么圆心一定落在这条切割线上。
所以:圆心一定在GK线上(定义III.1);同理,圆ABC的圆心是在HL上;
又因为:线段GK和HL没有共同的点,只有D点。所以:点D即为圆ABC的圆心。
所以:如果自圆内一点作出的到圆上的线段有两条以上相等,那么该点即圆心。
证完
注解
这一命题的陈述,被命题III.7所覆盖。
这一命题应用在命题III.25中。
命题III.10
两圆相交,交点不多于两个。
设:假如可能,圆ABC与圆DEF相交,交点超出两个,即为B、G、F和H;
令:连接BH、BG,并在K、L点分别平分两线。从K、L点作KC、LM,使之分别垂直于BH、GB,并经过A、E点(命题I.10 、I.11)。
因为:在圆ABC中弦AC平分了BH并构成直角。所以:ABC的圆心在AC上。
又因为:在同一圆ABC里,弦NO平分弦BG为相等的两半并构成直角。所以圆ABC的圆心在NO上(定义III.1);
但已经证明它也在AC上,而弦AC与NO除了P点外没有相交的点。所以:点P也是圆ABC的圆心。
同样:我们可以证明P点也是圆DEF的圆心。于是两个相交的圆ABC、DEF也有相同的圆心P,这是不可能的(命题III.5)。
所以:两圆相交,其交点不能超出两个。
证完
注解
这是另一个不可能的图形。曲线被设想成圆的圆周,这是不可能作出的。虽然欧几里得命名了圆上的四个点,但实际上只有三个点B、G、H在证明中被利用。
这一证明实际是证明两个圆不能相交于两个以上的点,这里的“相交”不是相切。
赫斯评论道,平分BG、BH的线段并未证明是相交的,事实上,它们是,因为圆ABC的圆心被证明在它们二者上面。
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