命題 I.13 · 定理
直線が直線の上に立って角をつくるならば、2 直角か、または 2 直角に等しい角をつくる。
赤い丸の点はドラッグできます。図が変わっても、証明の各段階はそのまま成り立ちます。
- 直線 AB が直線 CD の上に立って角 CBA、ABD をつくるとする。主張:角 CBA、ABD は 2 直角であるか、その和が 2 直角に等しい。(A や B をドラッグしてみてください。)
- 角 CBA が角 ABD に等しければ、それらは 2 直角である。定義 10定義 10:直線が直線の上に立って、隣り合う角を互いに等しくするとき、等しい角のそれぞれは直角であり、立っている直線は、それが立つ直線に対して垂線とよばれる。
- 等しくなければ、点 B から CD に直角に BE を引く。すると角 CBE、EBD は 2 直角である。命題 I.11命題 I.11:与えられた直線上の与えられた点から、その直線に直角に直線を引くこと。
- 角 CBE は 2 角 CBA、ABE の和に等しいから、それぞれに角 EBD を加えると、角 CBE、EBD の和は 3 角 CBA、ABE、EBD の和に等しい。公理 2公理 2:等しいものに等しいものが加えられれば、全体は等しい。
- また角 DBA は 2 角 DBE、EBA の和に等しいから、それぞれに角 ABC を加えると、角 DBA、ABC の和は 3 角 DBE、EBA、ABC の和に等しい。公理 2公理 2:等しいものに等しいものが加えられれば、全体は等しい。
- よって角 CBE、EBD の和と角 DBA、ABC の和は同じ 3 角の和に等しく、したがって互いに等しい。角 CBE、EBD は 2 直角だから、角 DBA、ABC の和も 2 直角に等しい。公理 1公理 1:同じものに等しいものは、互いにも等しい。
これが証明すべきことであった。