文化伟人代表作图释书系:几何原本
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命题IV.10

可以作一个等腰三角形,两个底角皆等于顶角的两倍。

设:取任意线段AB,在C点被切分,那么ABBC构成的矩形的面积等于CA为边的正方形的面积。以A为圆心,AB为半径作圆BDE,作圆内线段BD等于ACAC不大于圆BDE的直径(命题II.11、V.1)

令:连接AD、DC,在三角形ACD上作外接圆ACD(命题IV.5)

那么因为:AB、BC构成的矩形的面积等于以AC为边的正方形,又AC等于BD。所以:AB、BC构成的矩形面积等于BD上的正方形面积。

又因为B点为圆ACD外的一点,从B点有两条线段BA、BD与圆ACD相遇,其中的一条穿过圆,另一条则落在圆上,又AB、BC构成的矩形的面积等于BD上的正方形的面积。所以:BD与圆ACD相切(命题II.37)

因为:BD与之相切,DC是从D点延伸的穿过圆的线。所以:∠BDC等于相对弓形上的∠DAC(命题III.32)

因为∠BDC等于∠DAC,令每个角加∠CDA,于是:大角∠BDA等于∠CDA与∠DAC的和。

又,外角∠BCD等于∠CDA与∠DAC之和,所以:∠BDA也等于∠BCD(命题I.32)

又,∠BDA等于∠CBD,因为AD也等于AB,所以:∠DBA也等于∠BCD(命题I.5)

所以:∠BDA、∠DBA和∠BCD彼此相等。

又因为∠DBC等于∠BCD。所以:边BD也等于边DC(命题I.6)

又,BD等于CA,所以:CA也等于CD。所以:∠CDA也等于∠DAC

毕达哥拉斯定理

在阿拉伯帝国的历史上,包括后来的伊儿汗国和更晚的帖木儿帝国,都曾先后出现过许多数学家。他们为阿拉伯数学的形成与发展作出了重大贡献。巴格达智慧宫的学者们掀起的著名的翻译运动,将古希腊的天文数学经典以及印度、中国的天算著作翻译成阿拉伯文,加上他们自身的创造,使得阿拉伯数学在算术与代数几何及三角领域取得了光辉的成就。图为阿拉伯教科书所讨论的毕达哥拉斯定理,其证明沿袭了欧几里得的“风车磨房”图表的几何证明手法。

所以:∠CDA与∠DAC之和等于∠DAC的两倍(命题I.5)

又,∠BCD等于∠CDA与∠DAC之和,所以:∠BCD是∠CAD的两倍。

又,∠BCD等于∠BDA,也等于∠DBA

所以:∠BDA、∠DBA也分别是∠DAB的两倍。

所以:可以作一个等腰三角形,两个底角皆等于顶角的两倍。

证完

注解

这一命题的目的是作一个36°—72°—72°的等腰三角形ABD,实际上是在给定的AB上作出,当ABC点所切割时,第三边等于AB的较大的部分,因此,AB·BCAC2这一切割在命题II.11中已证明。

这一命题应用在下一命题中,以作圆的内接正五边形。