几何原本 卷一

欧几里得 · 23 条定义 · 5 条公设 · 5 条公理 · 48 个命题

命题 I.26 · 定理

若两个三角形有两角分别相等,且一边相等(夹边或等角的对边),则其余的边和角也分别相等。

红圈的点可以拖动,图形会随之改变,而证明的每一步仍然成立。
  1. 设 ABC、DEF 是两个三角形,∠ABC、∠BCA 分别等于 ∠DEF、∠EFD,并且有一边相等。先看相等的边是两角夹边的情形:BC 等于 EF。断言:其余的边和角也分别相等。(可以拖动 A、B、C、D。)
  2. 如果 AB 不等于 DE,设 AB 较大,在它上面截取 BG 等于 DE,连接 GC。(图中的 G 是按这个假设画的。)
    命题 I.3公设 1
    命题 I.3:已知两条不相等的线段,从较长的线段上截取一段等于较短的线段。
    公设 1:由任意一点到另一任意一点可以作直线。
  3. 因为 GB 等于 DE,BC 等于 EF,夹角 ∠GBC 等于 ∠DEF,所以三角形 GBC 全等于三角形 DEF,∠GCB 等于 ∠DFE。
    命题 I.4
    命题 I.4:若两个三角形有两边分别相等,且这两边的夹角也相等,则它们的底边相等,两个三角形全等,其余的角也分别相等。
  4. 但 ∠DFE 等于 ∠BCA,于是 ∠BCG 等于 ∠BCA,较小的等于较大的,这是不可能的。所以 AB 等于 DE。
    公理 1
    公理 1:等于同量的量彼此相等。
  5. 于是两边 AB、BC 分别等于两边 DE、EF,夹角 ∠ABC 等于 ∠DEF,所以 AC 等于 DF,∠BAC 等于 ∠EDF。
    命题 I.4
    命题 I.4:若两个三角形有两边分别相等,且这两边的夹角也相等,则它们的底边相等,两个三角形全等,其余的角也分别相等。
  6. 再看相等的边是等角所对的边的情形:设 AB 等于 DE。如果 BC 不等于 EF,设 BC 较大,截取 BH 等于 EF,连接 AH。(H 也是按假设画的。)
    命题 I.3公设 1
    命题 I.3:已知两条不相等的线段,从较长的线段上截取一段等于较短的线段。
    公设 1:由任意一点到另一任意一点可以作直线。
  7. 因为 AB 等于 DE,BH 等于 EF,夹角也相等,所以 ∠BHA 等于 ∠EFD,也就等于 ∠BCA。
    命题 I.4公理 1
    命题 I.4:若两个三角形有两边分别相等,且这两边的夹角也相等,则它们的底边相等,两个三角形全等,其余的角也分别相等。
    公理 1:等于同量的量彼此相等。
  8. 于是三角形 AHC 的外角 ∠BHA 等于内对角 ∠BCA,这是不可能的。所以 BC 等于 EF,两个三角形完全相等。
    命题 I.16命题 I.4
    命题 I.16:在任意三角形中,若延长一边,则所成的外角大于任何一个内对角。
    命题 I.4:若两个三角形有两边分别相等,且这两边的夹角也相等,则它们的底边相等,两个三角形全等,其余的角也分别相等。