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.7 · 定理

在同一线段上、同一侧,不能作出交于不同点的另外两条线段,使它们分别等于从该线段两端所作的两条线段。

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. 在线段 AB 上,从两端 A、B 作出两条线段 AC、CB,交于点 C。断言:在 AB 的同一侧,不能从 A、B 作出另外两条线段 AD、DB 交于另一点 D,使 AD 等于 AC、DB 等于 CB。
  2. 假如可以,设 AD 等于 AC,DB 等于 CB,D 是同一侧的另一点。(这样的 D 其实画不出来;图中的 D 只是示意,可以拖动。)
  3. 连接 CD。因为 AC 等于 AD,所以 ∠ACD 等于 ∠ADC。
    公设 1命题 I.5
    公设 1:由任意一点到另一任意一点可以作直线。
    命题 I.5: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。
  4. 于是 ∠ADC 大于 ∠DCB,所以 ∠CDB 更大于 ∠DCB。
    公理 5
    公理 5:整体大于部分。
  5. 又因为 CB 等于 DB,所以 ∠CDB 等于 ∠DCB。但已证前者远大于后者,这是不可能的。所以这样的 D 不存在。
    命题 I.5
    命题 I.5: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。
  6. 直观地看:以 A 为圆心、AC 为半径的圆,与以 B 为圆心、BC 为半径的圆,在 AB 的这一侧只交于 C 一点。