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.40 · 定理

在等底上且在底同侧的相等三角形,也在相同的两平行线之间。

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、CDE 是在相等的底 BC、CE 上、在同一侧的相等三角形。断言:它们在同一对平行线之间,即 AD 平行于 BE。(拖动 A、B、C 或 D 试试。)
  2. 如果不然,过 A 作 AF 平行于 BE,连接 FE。(图中的 F 是按这个假设画的。)
    命题 I.31公设 1
    命题 I.31:过一已知点作一直线平行于已知直线。
    公设 1:由任意一点到另一任意一点可以作直线。
  3. 那么三角形 ABC 等于三角形 FCE,因为它们在相等的底 BC、CE 上、在同一对平行线 BE、AF 之间。
    命题 I.38
    命题 I.38:在等底上且在相同两平行线之间的三角形彼此相等。
  4. 但 ABC 等于 DCE,所以 DCE 也等于 FCE,较大的等于较小的,这是不可能的。
    公理 1公理 5
    公理 1:等于同量的量彼此相等。
    公理 5:整体大于部分。
  5. 所以 AF 不平行于 BE;同理,除 AD 以外的任何直线都不平行于 BE。所以 AD 平行于 BE。