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.2 · 作图题

由一个已知点作一条线段等于已知线段。

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 A 是已知点,BC 是已知线段。要求以 A 为端点作一条线段等于 BC。
  2. 从点 A 到点 B 连接线段 AB。
    公设 1
    公设 1:由任意一点到另一任意一点可以作直线。
  3. 在 AB 上作等边三角形 DAB。
    命题 I.1
    命题 I.1:在一条已知有限直线上作一个等边三角形。
  4. 延长 DA、DB 成直线 AE、BF。
    公设 2
    公设 2:一条有限直线可以继续延长。
  5. 以 B 为圆心、BC 为距离作圆 CGH,它与 BF 交于 G。
    公设 3
    公设 3:以任意点为心、任意距离为半径可以画圆。
  6. 再以 D 为圆心、DG 为距离作圆 GKL,它与 AE 交于 L。
    公设 3
    公设 3:以任意点为心、任意距离为半径可以画圆。
  7. 因为点 B 是圆 CGH 的圆心,所以 BC 等于 BG。
    定义 15
    定义 15:圆是由一条线包围的平面图形,其内有一点,由这点到这条线的所有线段都彼此相等。
  8. 又因为点 D 是圆 GKL 的圆心,所以 DL 等于 DG。
    定义 15
    定义 15:圆是由一条线包围的平面图形,其内有一点,由这点到这条线的所有线段都彼此相等。
  9. 其中 DA 等于 DB,从等量 DL、DG 中分别减去 DA、DB,所以余量 AL 等于余量 BG。
    公理 3
    公理 3:等量减等量,其差仍相等。
  10. 已证 BC 也等于 BG,所以 AL、BC 都等于 BG。等于同量的量彼此相等,所以 AL 也等于 BC。于是在已知点 A 作出了线段 AL 等于已知线段 BC。
    公理 1
    公理 1:等于同量的量彼此相等。