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.28 · 定理

若一直线与两直线相交,所成的同位角相等,或同旁内角之和等于两直角,则这两直线平行。

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. 设直线 EF 落在两条直线 AB、CD 上,所成的外角 ∠EGB 等于同侧的内对角 ∠GHD。断言:AB 平行于 CD。(拖动 G、H 或 B 试试。)
  2. 因为 ∠EGB 等于它的对顶角 ∠AGH,所以 ∠AGH 也等于 ∠GHD,而它们是内错角,
    命题 I.15公理 1
    命题 I.15:若两直线相交,则对顶角相等。
    公理 1:等于同量的量彼此相等。
  3. 所以 AB 平行于 CD。
    命题 I.27
    命题 I.27:若一直线与两直线相交,所成的错角彼此相等,则这两直线平行。
  4. 再设同侧的两个内角 ∠BGH、∠GHD 之和等于两个直角。
  5. 而 ∠AGH、∠BGH 之和也等于两个直角,所以 ∠AGH、∠BGH 之和等于 ∠BGH、∠GHD 之和。两边各减去 ∠BGH,余下的 ∠AGH 等于余下的 ∠GHD。
    命题 I.13公设 4公理 1公理 3
    命题 I.13:一条直线与另一条直线所成的角,或者是两个直角,或者等于两直角之和。
    公设 4:凡直角都彼此相等。
    公理 1:等于同量的量彼此相等。
    公理 3:等量减等量,其差仍相等。
  6. 它们是内错角,所以 AB 平行于 CD。
    命题 I.27
    命题 I.27:若一直线与两直线相交,所成的错角彼此相等,则这两直线平行。