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.5 · 定理

等腰三角形的两底角相等;若延长两腰,则底边下面的两个角也相等。

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 是等腰三角形,AB 等于 AC。断言:底角 ∠ABC 等于 ∠ACB,而且延长两腰后,底边下面的两个角也相等。(拖动 C 时它沿以 A 为圆心的圆移动,两腰始终相等。)
  2. 把 AB、AC 分别延长成直线 BD、CE。
    公设 2
    公设 2:一条有限直线可以继续延长。
  3. 在 BD 上任取一点 F(可以拖动),从较长的 AE 上截取 AG 等于 AF。
    命题 I.3
    命题 I.3:已知两条不相等的线段,从较长的线段上截取一段等于较短的线段。
  4. 连接 FC、GB。
    公设 1
    公设 1:由任意一点到另一任意一点可以作直线。
  5. 因为 AF 等于 AG,AB 等于 AC,两边 FA、AC 分别等于两边 GA、AB,且夹着公共角 ∠FAG,所以底 FC 等于底 GB,三角形 AFC 等于三角形 AGB,其余的角也相等:∠ACF 等于 ∠ABG,∠AFC 等于 ∠AGB。
    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。
  6. 因为整个 AF 等于整个 AG,其中 AB 等于 AC,所以余量 BF 等于余量 CG。
    公理 3
    公理 3:等量减等量,其差仍相等。
  7. 又已证 FC 等于 GB,所以两边 BF、FC 分别等于两边 CG、GB,且 ∠BFC 等于 ∠CGB,底 BC 是公共的;所以三角形 BFC 等于三角形 CGB,其余的角也相等:∠FBC 等于 ∠GCB,∠BCF 等于 ∠CBG。
    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。
  8. 已证整个 ∠ABG 等于整个 ∠ACF,其中 ∠CBG 等于 ∠BCF,所以余下的 ∠ABC 等于余下的 ∠ACB,它们正是底角。又已证 ∠FBC 等于 ∠GCB,它们是底边下面的角。
    公理 3
    公理 3:等量减等量,其差仍相等。