命題 I.22 · 作図題
与えられた 3 直線に等しい 3 直線から三角形を作ること。ただし、どの 2 直線の和も残りの 1 直線より大きくなければならない。
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。
- A、B、C を与えられた 3 直線とし、そのどの 2 つの和も残りの 1 つより大きいとする。A、B、C に等しい 3 直線で三角形を作図しなければならない。(線分の右端をドラッグすると長さを変えられます。)
- D で限られ、E の方向には限られない直線 DE をとる。
- DE 上に、DF を A に、FG を B に、GH を C に等しくとる。命題 I.3命題 I.3:等しくない 2 直線が与えられたとき、大きい方から小さい方に等しい直線を切り取ること。
- 中心 F、距離 FD で円 DKL を描く。公準 3公準 3:任意の中心と距離で円を描くこと。
- 中心 G、距離 GH で円 KLH を描く。公準 3公準 3:任意の中心と距離で円を描くこと。
- 2 円は K で交わる。KF、KG を結ぶ。主張:三角形 KFG は A、B、C に等しい 3 直線で作図されている。公準 1公準 1:任意の点から任意の点へ直線を引くこと。
- 点 F は円 DKL の中心だから、FD は FK に等しい。しかし FD は A に等しい。よって KF も A に等しい。定義 15公理 1定義 15:円とは 1 本の線に囲まれた平面図形で、図形の内部にある 1 点からその線へ引いたすべての線分が互いに等しいものである。公理 1:同じものに等しいものは、互いにも等しい。
- また点 G は円 LKH の中心だから、GH は GK に等しい。しかし GH は C に等しい。よって KG も C に等しい。定義 15公理 1定義 15:円とは 1 本の線に囲まれた平面図形で、図形の内部にある 1 点からその線へ引いたすべての線分が互いに等しいものである。公理 1:同じものに等しいものは、互いにも等しい。
- そして FG は B に等しい。よって 3 直線 KF、FG、GK は A、B、C に等しく、三角形 KFG が作図された。
これが作図すべきことであった。