定义XI.23 矩形绕成圆柱时,相对的两边旋转成的两个圆面,称为圆柱的底。
定义XI.24 圆柱或圆锥,如果它们轴与底的直径成比例,圆柱称为相似圆柱,圆锥称为相似圆锥。
定义XI.25 六个相等的正方形构成的立体图形,称为立方体。
定义XI.26 八个全等的等边三角形所构成的立体图形,称为正八面体。
定义XI.27 二十个全等的等边三角形构成的立体图形,称为正二十面体。
定义XI.28 十二个相等的等边且等角的五边形所构成的立体图形,称为正十二面体。
命题XI.1
一条直线不可能一部分在平面内,而另一部分在平面外。
如果一条直线可能一部分在平面内,另一部分在平面外。设直线ABC的AB部分在平面内,而BC部分在平面外。
雅各布·伯努利
雅各布·伯努利(1654—1705年)诞生在瑞士一个产生过十一位数学家的家族。他是巴塞尔大学教授,变分法的创始人之一。他曾和莱布尼茨共同获得微积分学中的不少成果,对常微分方程里的积分法也有贡献,亦是概率论的早期研究者,并提出了关于大数法则的伯努利定理及伯努利数。
于是:在平面内的直线AB,就有一条直线可以和它连成同一条直线,设其为BD,于是:AB便是两条直线ABC和ABD的共同部分,这是不可能的,因为:如果我们以B为圆心以AB为半径作圆,那么,两条直径切出不相等的圆弧。
所以:一条直线不可能一部分在平面内,而另一部分在平面外。
证完
注解
在本命题中,欧几里得混淆了直线与线段的概念,以至于在证明过程中把“线段”也当成直线了。在以下许多命题中也有类似现象。
命题XI.2
两条相交直线,在一个平面内,它们构成的三角形,也皆在一个平面内。
设:两条直线AB和CD相交于E点。
那么我说:AB、CD是在一个平面内,且每个三角形也在一个平面内。
在BC和EB上任选一点F和G,连接CB、FG,再作FH和GK。
那么我说:首先,三角形ECB是在一个平面内。
因为,如果三角形ECB的一部分,三角形FHC或者三角形GBK,在一个平面内,余下的部分在平面外,那么,直线EC或者EB也就会一部分在平面内,一部分在平面外。
又,如果三角形ECB的一部分FCBG在原平面内,而余下的部分在另一平面内,那么,直线EC、EB的一部分也就在原平面内,而余下的部分在另一平面。这已被证明是荒谬的(命题XI.1)。
所以:三角形ECB是在一个平面内。
又,无论三角形ECB在哪样一个平面内,EC和EB也与它在同一平面内;又,EC和EB所在的平面,也是AB和CD所在的平面(命题XI.1)。
所以:直线AB和CD位于一个平面内,且每个三角形也位于同一平面内。
所以:两条相交直线,在一个平面内,它们构成的三角形,也皆在一个平面内。
证完
命题XI.3
两平面相交,其交集是一条直线。
设:AB和BC两个平面相交,DB是其交集。
那么我说:DB是条直线。
因为,如果不是直线,设从D到B在平面AB上连接的直线为DEB,在平面BC上连接的直线为DFB。
那么:两条直线DEB和DFB有相同的端点,并显然构成一个面,这是荒谬的。
所以:DEB和DFB不是直线。
同样,我们可以证明,除平面AB、BC的交线外,没有任何线能连接从D到B。
所以:两平面相交,其交集是一条直线。
证完
命题XI.4
如果一条直线与另两条相交直线垂直于交点上,那么,它也与两相交线所在的平面垂直。
设:一直线EF,与两直线AB、CD在交点E上,构成直角。
那么我说:EF也与AB、CD所在的平面成直角。
切分AE、EB、CE、ED,使它们相互相等,且过E点任意引一直线GEH,连接AD、CB。取EF上任意一点F,再连接FA、FG、FD、FC、FH、FB(命题XI.2、I.3)。
现在,因为,两线段AE、ED分别等于两线段CE、EB,并且夹角也相等。所以:底边AD等于底边CB,三角形AED等于三角形CEB,于是:角DAE等于角EBC(命题I.15、I.4)。
又,角AEG也等于角BEH,所以:AGE和BEH是有两个角及夹边分别相等的两个三角形,夹边即AE、EB。所以:其余的边也相等,即GE等于EH,AG等于BH(命题I.15、I.26)。
又因为:AE等于EB,同时FE是直角处的公共边。所以:底边FA等于底边FB(命题I.4)。
同理,FC等于FD。
又因为:AD等于CB,FA也等于FB,两条边FA、AD与两条边FB、BC分别相等,且已证明底边FD等于底边FC。所以:角FAD等于角FBC(命题I.8)。
小主,这个章节后面还有哦^.^,请点击下一页继续阅读,后面更精彩!