Предложение I.47 · Теорема
В прямоугольных треугольниках квадрат на стороне, стягивающей прямой угол, равен вместе взятым квадратам на сторонах, заключающих прямой угол.
Перетаскивайте точки, обведённые красным. Чертёж меняется, а каждый шаг доказательства остаётся верным.
- Пусть ABC — прямоугольный треугольник с прямым углом BAC. Утверждается, что квадрат на BC равен квадратам на BA, AC. (Перетаскивайте A: точка скользит по полуокружности на BC, поэтому угол остаётся прямым.)
- Опишем на BC квадрат BDEC, а на BA, AC — квадраты GB, HC.Предложение I.46Предложение I.46: На данной прямой описать квадрат.
- Через A проведём AL параллельно BD или CE.Предложение I.31Предложение I.31: Через данную точку провести прямую линию, параллельную данной прямой.
- Проведём AD, FC.Постулат 1Постулат 1: Допустим, что от всякой точки до всякой точки можно провести прямую линию.
- Так как каждый из углов BAC, BAG прямой, то к прямой BA в её точке A две прямые AC, AG, лежащие не по одну сторону, образуют смежные углы, равные двум прямым; значит, CA находится на одной прямой с AG. По той же причине и BA находится на одной прямой с AH.Определение 22Предложение I.14Определение 22: Из четырёхсторонних фигур квадрат есть та, которая и равносторонняя, и прямоугольная; разносторонник — прямоугольная, но не равносторонняя; ромб — равносторонняя, но не прямоугольная; ромбоид — имеющая противоположные стороны и углы равными между собой, но не являющаяся ни равносторонней, ни прямоугольной. Остальные же четырёхсторонники будем называть трапециями.Предложение I.14: Если к какой-нибудь прямой и в какой-нибудь её точке две прямые, лежащие не по одну сторону, образуют смежные углы, вместе равные двум прямым, то эти прямые будут по прямой друг с другом.
- Угол DBC равен углу FBA, так как каждый из них прямой; прибавим к каждому угол ABC; значит, весь угол DBA равен всему углу FBC.Постулат 4Аксиома 2Постулат 4: И что все прямые углы равны между собой.Аксиома 2: И если к равным прибавляются равные, то и целые будут равны.
- Так как DB равна BC, а FB равна BA, то две стороны AB, BD равны соответственно двум сторонам FB, BC, и угол ABD равен углу FBC; значит, основание AD равно основанию FC, и треугольник ABD равен треугольнику FBC.Предложение I.4Предложение I.4: Если два треугольника имеют две стороны, равные соответственно двум сторонам, и угол, заключённый между равными прямыми, равен углу, то они будут иметь и основание, равное основанию, треугольник будет равен треугольнику, и остальные углы будут равны остальным углам соответственно.
- Параллелограмм BL вдвое больше треугольника ABD, так как у них одно и то же основание BD и они находятся между одними и теми же параллельными BD, AL. И квадрат GB вдвое больше треугольника FBC, так как у них одно и то же основание FB и они находятся между одними и теми же параллельными FB, GC.Предложение I.41Предложение I.41: Если параллелограмм имеет с треугольником одно и то же основание и находится между теми же параллельными, то параллелограмм вдвое больше треугольника.
- Удвоенные равных равны между собой; значит, и параллелограмм BL равен квадрату GB.
- Подобным же образом, если провести AE, BK, доказывается, что треугольник ACE равен треугольнику KCB; параллелограмм CL вдвое больше первого, а квадрат HC вдвое больше второго.Предложение I.4Предложение I.41Предложение I.4: Если два треугольника имеют две стороны, равные соответственно двум сторонам, и угол, заключённый между равными прямыми, равен углу, то они будут иметь и основание, равное основанию, треугольник будет равен треугольнику, и остальные углы будут равны остальным углам соответственно.Предложение I.41: Если параллелограмм имеет с треугольником одно и то же основание и находится между теми же параллельными, то параллелограмм вдвое больше треугольника.
- Значит, и параллелограмм CL равен квадрату HC.
- Значит, весь квадрат BDEC равен двум квадратам GB, HC. При этом квадрат BDEC описан на BC, а квадраты GB, HC — на BA, AC. Значит, квадрат на стороне BC равен квадратам на сторонах BA, AC.Аксиома 2Аксиома 2: И если к равным прибавляются равные, то и целые будут равны.
Что и требовалось доказать.