命題 I.5 · 定理
二等辺三角形の底角は互いに等しく、等しい 2 直線を延長すれば、底辺の下の角も互いに等しい。
赤い丸の点はドラッグできます。図が変わっても、証明の各段階はそのまま成り立ちます。
- ABC を AB が AC に等しい二等辺三角形とする。主張:底角 ABC、ACB は等しく、等しい辺を延長すれば底辺の下の角も等しい。(C をドラッグすると A を中心とする円の上を動くので、2 辺は等しいままです。)
- AB、AC を一直線に延長して BD、CE とする。公準 2公準 2:有限な直線を連続して一直線に延長すること。
- BD 上に任意の点 F をとり(ドラッグできます)、大きい AE から AF に等しい AG を切り取る。命題 I.3命題 I.3:等しくない 2 直線が与えられたとき、大きい方から小さい方に等しい直線を切り取ること。
- FC、GB を結ぶ。公準 1公準 1:任意の点から任意の点へ直線を引くこと。
- AF は AG に、AB は AC に等しいから、2 辺 FA、AC は 2 辺 GA、AB に等しく、共通の角 FAG をはさむ。よって底辺 FC は底辺 GB に等しく、三角形 AFC は三角形 AGB に等しく、残りの角も等しい。すなわち ACF は ABG に、AFC は AGB に等しい。命題 I.4命題 I.4:2 つの三角形が 2 辺をそれぞれ 2 辺に等しくもち、等しい直線にはさまれた角が等しいならば、底辺も底辺に等しく、三角形は三角形に等しく、残りの角も残りの角にそれぞれ等しい。
- AF 全体は AG 全体に等しく、そのうち AB は AC に等しいから、残りの BF は残りの CG に等しい。公理 3公理 3:等しいものから等しいものが引かれれば、残りは等しい。
- FC が GB に等しいことはすでに示した。よって 2 辺 BF、FC は 2 辺 CG、GB に等しく、角 BFC は角 CGB に等しく、底辺 BC は共通である。よって三角形 BFC は三角形 CGB に等しく、残りの角も等しい。すなわち FBC は GCB に、BCF は CBG に等しい。命題 I.4命題 I.4:2 つの三角形が 2 辺をそれぞれ 2 辺に等しくもち、等しい直線にはさまれた角が等しいならば、底辺も底辺に等しく、三角形は三角形に等しく、残りの角も残りの角にそれぞれ等しい。
- 角 ABG 全体は角 ACF 全体に等しく、そのうち角 CBG は BCF に等しいことが示された。よって残りの角 ABC は残りの角 ACB に等しく、これらは底辺にある。また角 FBC は GCB に等しく、これらは底辺の下にある。公理 3公理 3:等しいものから等しいものが引かれれば、残りは等しい。
これが証明すべきことであった。