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.34 · 定理

平行四边形的对边相等,对角相等,且对角线二等分其面积。

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 ACDB 是平行四边形,BC 是它的对角线。断言:平行四边形 ACDB 的对边、对角分别相等,而且对角线 BC 把它平分。(拖动 A、B、C 试试。)
  2. 连接对角线 BC。
    公设 1
    公设 1:由任意一点到另一任意一点可以作直线。
  3. 因为 AB 平行于 CD,而 BC 落在它们上面,所以内错角 ∠ABC、∠BCD 相等。
    命题 I.29
    命题 I.29:一直线与两平行直线相交,则所成的错角相等,同位角相等,同旁内角之和等于两直角。
  4. 又因为 AC 平行于 BD,而 BC 落在它们上面,所以内错角 ∠ACB、∠CBD 相等。
    命题 I.29
    命题 I.29:一直线与两平行直线相交,则所成的错角相等,同位角相等,同旁内角之和等于两直角。
  5. 于是在三角形 ABC、DCB 中,两个角 ∠ABC、∠BCA 分别等于两个角 ∠DCB、∠CBD,它们之间的边 BC 是公共的,所以 AB 等于 CD,AC 等于 BD,∠BAC 等于 ∠CDB。
    命题 I.26
    命题 I.26: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。
  6. 又因为 ∠ABC 等于 ∠BCD,∠CBD 等于 ∠ACB,所以整个 ∠ABD 等于整个 ∠ACD。
    公理 2
    公理 2:等量加等量,其和仍相等。
  7. 因为 AB 等于 CD,BC 是公共边,夹角 ∠ABC 等于 ∠BCD,所以三角形 ABC 等于三角形 DCB,对角线 BC 平分平行四边形 ACDB。
    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。