Όμοια ευθύγραμμα σχήματα είναι όσα έχουν τις γωνίες τους ίσες μία προς μία, και τις πλευρές που περιέχουν τις ίσες γωνίες ανάλογες.
II.
Δύο ευθύγραμμα σχήματα είναι αντιστρόφως ανάλογα, όταν σε καθένα από αυτά υπάρχουν ηγούμενοι και επόμενοι όροι. [δύο πλευρές ενός σχήματος ονομάζονται αντιστρόφως ανάλογες με δύο πλευρές ενός άλλου σχήματος όταν μία από τις πλευρές του πρώτου σχήματος, έστω η α, είναι ως προς αυτή του δεύτερου, την α′, όπως είναι η άλλη πλευρά του δεύτερου σχήματος (η β′) ως προς την αντίστοιχη του πρώτου (την β), δηλαδή ισχύει α/α′ = β′/β.]
III.
Ένα ευθύγραμμο τμήμα έχει χωριστεί σε μέσο και άκρο λόγο, όταν από ένα σημείο του έχει χωριστεί σε δύο τμήματα, έτσι ώστε ο λόγος ολόκληρου του τμήματος προς το μεγαλύτερο από τα δύο τμήματα είναι ίσος με το λόγο του μεγαλύτερου προς το μικρότερο ευθύγραμμο τμήμα.
IV.
Ύψος κάθε σχήματος είναι η κάθετος που άγεται από την κορυφή προς τη βάση.
Προταση I. Θεωρημα.
Τα τρίγωνα και τα παραλληλόγραμμα τα οποία έχουν το ίδιο ύψος, έχουν λόγο εμβαδών ίσο προς το λόγο των βάσεων.
Έστω τα τρίγωνα και έχουν κοινή κορυφή, και οι βάσεις τους, και βρίσκονται επάνω στην ίδια ευθεία.
Προεκτείνετε την και από τα δύο άκρα, και πάρετε 4 διαδοχικά τμήματα ίσα με το από την μία πλευρά και 5 τμήματα ίσα με το από την άλλη πλευρά· και φέρτε τις ευθείες που ενώνουν τις άκρες των τμημάτων αυτών με την κοινή κορυφή.
Τα τρίγωνα που σχηματίζονται με αυτό τον τρόπο είναι ίσα μεταξύ τους, εφόσον οι βάσεις τους είναι ίσες. (Β.1.πρ.38)
∴ τα και η βάση τους είναι αντίστοιχα ισάκις
πολλαπλάσια του και της βάσης .
Ομοίως, τα και η βάση τους είναι αντίστοιχα ισάκις
πολλαπλάσια του και της βάσης .
∴ Εάν μ ή 6 φορές >= ή <ν ή 5 φορές τότε μ ή 6 φορές >= ή <ν ή 5 φορές , όπου τα μ και ν αντιπροσωπεύουν οποιοδήποτε πολλαπλάσιο όπως στον πέμπτο ορισμό του Πέμπτου Βιβλίου. Αν και εδώ αποδείξαμε ότι αυτή η ιδιότητα ισχύει όταν τα μ = 6 και ν = 5, είναι προφανές ότι ισχύει για κάθε πολλαπλάσιο των μ και ν.
Τα παραλληλόγραμμα με το ίδιο ύψος είναι διπλάσια σε εμβαδόν από τα τρίγωνα με κοινή με αυτά βάση, και επομένως είναι ανάλογα με αυτά (Μέρος 1), και άρα και αυτά θα είναι όπως είναι και οι βάσεις τους. (Β.5.πρ.15.)
Ο. Ε. Δ.
Προταση II. Θεωρημα.
Αν σε τρίγωνο φέρουμε ευθεία παράλληλη προς μία από τις πλευρές του αυτή θα τέμνει τις άλλες δύο πλευρές, ή τις προεκτάσεις τους, σε μέρη ανάλογα.
Αντίστροφα, αν δύο πλευρές τριγώνου, ή οι προεκτάσεις τους, τμηθούν σε μέρη ανάλογα, τότε η ευθεία που περνάει από τα σημεία των τομών θα είναι παράλληλη προς την τρίτη πλευρά του τριγώνου .
Στο ίδιο σχήμα,
επειδή ::::και ::::}
(Β.6.πρ.1)
αλλά :::: (εξ υποθ.),
∴:::: (Β.5.πρ.11.)
∴= (Β.5.πρ.9)·
αλλά είναι στην ίδια βάση , και από την ίδια πλευρά, και
∴∥ (Β.1.πρ.39).
Ο. Ε. Δ.
Προταση III. Θεωρημα.
Αν διχοτομηθεί μία γωνία τριγώνου και η διχοτόμος () τέμνει την απέναντι πλευρά (βάση), τότε τα τμήματα που ορίζονται από το σημείο τομής πάνω στη βάση (, ) θα έχουν λόγο ίσο με το λόγο των δύο άλλων πλευρών του τριγώνου (, ).
Αντίστροφα, αν μία τέμνουσα μιας γωνίας τριγώνου () έμνει την απέναντι πλευρά () σε δύο τμήματα (, ) που έχουν λόγο ίσο προς το λόγο των δύο άλλων πλευρών του τριγώνου (, ), τότε η τέμνουσα διχοτομεί τη γωνία του τριγώνου.
Μερος I.
Φέρτε την ∥, μέχρι να τμήσει την ; τότε, = (Β.1.πρ.29),
∴=· αλλά =,∴=, ∴= (Β.1.πρ.6)·
και επειδή ∥, :::: (Β.6.πρ.2)
αλλά =· ∴:::: (Β.5.πρ.7).
Μερος II.
Στο ίδιο σχήμα,
και :::: (Β.6.πρ.2);
αλλά :::: (εξ υποθ.)
∴:::: (Β.5.πρ.11).
και ∴= (Β.5.πρ.9),
και ∴= (Β.5.πρ.5)· αλλά εφόσον
∥;=, και = (Β.1.πρ.29);
∴=, και =, και ∴ διχοτομεί την .
Ο. Ε. Δ.
Προταση IV. Θεωρημα.
Εις τα ισογώνια τρίγωνα ( και ) οι πλευρές που περιέχουν τις ίσες γωνίες είναι ανάλογες και οι πλευρές που βρίσκονται απέναντι από τις ίσες γωνίες είναι ομόλογες.
Έστω τα ισογώνια τρίγωνα τοποθετούνται έτσι ώστε οι δύο πλευρές , που βρίσκονται απέναντι από τις ίσες γωνίες και να συνορεύουν και να βρίσκονται επί της ίδιας ευθείας· και τα τρίγωνα που βρίσκονται από την ίδια πλευρά της γραμμής αυτής, να έχουν τις ίσες γωνίες μη συνορεύουσες,
Δηλαδή η απέναντι από την , και η από την .
Φέρτε τις και . Κατόπιν, επειδή
=,∥ (Β.1.πρ.28)·
και για τον ίδιο λόγο, ∥, ∴ το είναι παραλληλόγραμμο.
Αλλά :::: (Β.6.πρ.2);
και επειδή = (Β.1.πρ.34),
::::; και
εναλλάξ, :::: (Β.5.πρ.16).
Με τον ίδιο τρόπο μπορεί να αποδειχθεί ότι
::::· και εναλλάξ, ότι·
::::· αλλά ήδη αποδείχτηκε ότι
::::, και επομένως, δι’ ίσου ex æquali,
:::: (Β.5.πρ.22),
επομένως οι πλευρές που περιέχουν τις ίσες γωνίες είναι ανάλογες, και αυτές που βρίσκονται απέναντι από τις ίσες γωνίες είναι ομόλογες.
Ο. Ε. Δ.
Προταση V. Θεωρημα.
Αν δύο τρίγωνα έχουν τις πλευρές τους ανάλογες ( :::: ) και ( :::: ) θα είναι ισογώνια και θα έχουν ίσες τις γωνίες απέναντι από τις οποίες βρίσκονται οι ομόλογες πλευρές.
Από τα άκρα της , φέρτε τις και , κάνοντας =,= (Β.1.πρ.23);
και συνεπώς = (Β.1.πρ.32),
και επειδή τα τρίγωνα είναι ισογώνια,
:::: (Β.6.πρ.4);
αλλά :::: (εξ υποθ.);
∴::::, και συνεπώς = (Β.5.πρ.9).
Με τον ίδιο τρόπο μπορεί να αποδειχθεί ότι
=.
Επομένως, τα δύο τρίγωνα που έχουν κοινή βάση , και τις πλευρές τους ίσες, έχουν απέναντι από τις ίσες πλευρές ίσες γωνίες, δηλαδή
Αλλά = (εκ κατασκ.)
και ∴=· για τον ίδιο
λόγο =, και
συνεπώς = (Β.1.πρ.32)·
και επομένως τα τρίγωνα είναι ισογώνια, και είναι προφανές ότι οι ομόλογες πλευρές βρίσκονται απέναντι από τις ίσες γωνίες.
Ο. Ε. Δ.
Προταση VI. Θεωρημα.
Αν δύο τρίγωνα ( και ) έχουν μία γωνία ίση ( με ) και τις πλευρές που περιέχουν την ίση γωνία ανάλογες, τότε και τα τρίγωνα θα είναι ισογώνια και θα έχουν ίσες τις γωνίες που βρίσκονται απέναντι από τις ομόλογες πλευρές.
Από τα άκρα της , μίας από τις πλευρές
του , που περιέχει την , φέρτε τις
και , κάνοντας
=, και =; τότε = (Β.1.πρ.32), και, καθώς τα τρίγωνα είναι ισογώνια,
:::: (Β.6.πρ.4)·
αλλά :::: (εξ υποθ.)·
∴:::: (Β.5.πρ.11),
και συνεπώς = (Β.5.πρ.9);
∴= σε όλα.
(Β.1.πρ.4).
Αλλά = (εκ κατάσκ.),
και ∴=· και
επειδή επίσης =, = (Β.1.πρ.32)·
και ∴ τα και είναι ισογώνια, με τις γωνίες απέναντι από τις ομόλογες πλευρές ίσες.
Ο. Ε. Δ.
Προταση VII. Θεωρημα.
Αν δύο τρίγωνα ( και ) έχουν μία γωνία του ενός ίση προς μία γωνία του άλλου ( ση με την ), τις πλευρές που περιέχουν μία άλλη γωνία του ενός και μία άλλη γωνία του άλλου ανάλογες ( :::: ), και καθεμία από τις λοιπές γωνίες του ( και ) μικρότερη ή μεγαλύτερη της ορθής γωνίας, τότε τα τρίγωνα είναι ισογώνια και έχουν ίσες τις γωνίες που περιέχονται από τις ανάλογες πλευρές.
Ας γίνει κατ’ αρχάς η υπόθεση ότι οι γωνίες και είναι και οι δύο μικρότερες από μια ορθή· τότε, αν υποτεθεί
ότι οι και που περιέχονται από τις ανάλογες πλευρές
δεν είναι ίσες, και ότι η είναι μεγαλύτερη,
κάνετε την
=.
Επειδή = (εξ υποθ.), και = (εκ κατασκ.)
∴= (Β.1.πρ.32)·
∴:::: (Β.6.πρ.4),
αλλά :::: (εξ υποθ.)
∴::::; ∴= (Β.5.πρ.9),
και ∴= (Β.1.πρ.5).
Αλλά η είναι μικρότερη από μια ορθή (εξ υποθ.)
η ∴ είναι μικρότερη από μια ορθή· και ∴ η πρέπει να είναι μεγαλύτερη από μια ορθή (B.1.πρ.13), αλλά έχει αποδειχθεί = και επομένως μικρότερη από μια ορθή, όπερ άτοπον. ∴ η και η δεν είναι άνισες·
∴ είναι ίσες, και εφόσον = (εξ υποθ.)
∴= (Β.1.πρ.32), και επομένως τα τρίγωνα είναι ισογώνια.
Εάν οι και υποτεθεί ότι είναι η καθεμία όχι μικρότερη από μια ορθή, μπορεί να αποδειχθεί όπως προηγουμένως ότι τα τρίγωνα είναι ισογώνια και έχουν τις πλευρές που περιέχουν τις ίσες γωνίες ανάλογες. (Β.6.πρ.4).
Ο. Ε. Δ.
Προταση VIII. Θεωρημα.
Αν σε ορθογώνιο τρίγωνο (), φέρουμε από την κορυφή της ορθής γωνίας κάθετη προς τη βάση () τότε τα δύο τρίγωνα που σχηματίζονται με μία πλευρά την κάθετη αυτή, είναι όμοια μεταξύ τους (,) και όμοια προς το αρχικό τρίγωνο.
∴ τα και είναι ισογώνια και συνεπώς έχουν τις πλευρές τους περί την ορθή γωνία ανάλογες (Β.6.πρ.4), και επομένως είναι όμοια (Β.6.ορ.1).
Με τον ίδιο τρόπο μπορεί να αποδειχθεί ότι το είναι όμοιο με το
· αλλά το έχει αποδειχθεί όμοιο με
το ·∴ τα και είναι
όμοια προς το αρχικό τρίγωνο και μεταξύ τους.
Ο. Ε. Δ.
Σημείωση μεταφραστή: Πόρισμα του θεωρήματος αυτού είναι ότι η κάθετη είναι η μέση ανάλογος των δύο τμημάτων που ορίζονται πάνω στην υποτείνουσα.
Προταση IX. Προβλημα.
Από δοθέν ευθύγραμμο τμήμα () να αφαιρεθεί ένα μέρος του δεδομένο.
Από οποιοδήποτε άκρο του ευθύγραμμου τμήματος φέρτε την που να σχηματίζει οποιαδήποτε γωνία με την · προεκτείνετε την μέχρις ότου η συνολική προεκτεταμμένη ευθεία να περιέχει την contains όσες φορές η περιέχει το δεδομένο τμήμα.
Φέρτε την , και φέρτε ∥. Το είναι το ζητούμενο τμήμα του .
Διότι, επειδή ∥ :::: (Β.6.πρ.2), και με σύνθεση λόγου (Β.5.πρ.18)·
::::· αλλά η περιέχει την όσες φορές
η περιέχει το δεδομένο τμήμα (εκ κατασκ.)·
∴ είναι το ζητούμενο τμήμα.
Ο. Ε. Π.
Προταση X. Προβλημα.
Ευθύγραμμο τμήμα δοθέν () να τμηθεί με τον τρόπο που τέμνεται άλλο ευθύγραμμο τμήμα ().
Από οποιοδήποτε άκρο του ευθύγραμμου τμήματος
φέρτε την με τυχαία γωνία, πάρτε
τις , και ίσες με τις , και αντίστοιχα (Β.1.πρ.2)·
Φέρτε την , και φέρτε τις και ∥ προς αυτή.
Επειδή
{}
είναι ∥ :::: (B. 6. pr. 2),
ή :::: (εκ κατάσκ.),
και :::: (B. 6. pr. 2),
:::: (εκ κατάσκ.),
και ∴ το δεδομένο τμήμα χωρίστηκε όμοια με το .
Ο. Ε. Π.
Προταση XI. Προβλημα.
Να βρεθεί η τρίτη ανάλογος δύο δοθέντων ευθύγραμμων τμημάτων ( και ).
Από οποιαδήποτε άκρο της δεδομένης ευθείας φέρτε την με τυχαία γωνία·
πάρτε =, και φέρτε την · κάντε την =, και φέρτε την ∥· (Β.1.πρ.31.)
η είναι η τρίτη ανάλογος στις και .
Να βρεθεί η μέση ανάλογος δύο δοθέντων ευθύγραμμων τμημάτων {}.
Φέρτε οποιοδήποτε ευθύγραμμο τμήμα , κάντε την =, και την =; διχοτομήστε την ; και από το μέσον ως κέντρο και με ακτίνα το μισό
τμήμα χαράξτε ημικύκλιο , φέρτε ⊥: η είναι η ζητούμενη μέση ανάλογος.
Φέρτε τις και .
Εφόσον η είναι ορθή (Β.3.πρ.31),
και η είναι ⊥ σε αυτή από την απέναντι πλευρά,
η ∴ είναι η μέση ανάλογος μεταξύ
και (Β.6.πρ.8),
και ∴ μεταξύ της και (εκ κατασκ.).
Ο. Ε. Π.
Προταση XIV. Θεωρημα.
I.
Εις τα ισεμβαδικά παραλληλόγραμμα και , τα οποία έχουν μία γωνία τους ίση, οι πλευρές που περιέχουν τις ίσες γωνίες είναι αντιστρόφως ανάλογες ( :::: )
II.
Τα παραλληλόγραμμα τα οποία έχουν μία γωνία τους ίση, και τις πλευρές που περιέχουν τις ίσες γωνίες αντιστρόφως ανάλογες, είναι ισεμβαδικά.
Έστω ότι οι και και οι και , είναι έτσι τοποθετημένες ώστε η και η να είναι συνεχόμενες ευθείες. Είναι προφανές ότι μπορούν να τοποθετηθούν σε τέτοια θέση. (Β.1.πρ.13,14,15.)
Αν δύο τρίγωνα είναι ισεμβαδικά και έχουν μία γωνία ίση (=), τότε οι πλευρές τους που περιέχουν την ίση γωνία είναι αντιστρόφως ανάλογες ( :::: ).
II.
Αν δύο τρίγωνα έχουν μία γωνία ίση και τις πλευρές τους που περιέχουν την ίση γωνία ανάλογες, τότε τα τρίγωνα είναι ισεμβαδικά.
I.
Έστω ότι τα τρίγωνα τοποθετούνται με τέτοιο τρόπο ώστε οι ίσες γωνίες και να βρίσκονται κατά κορυφήν, έτσι ώστε οι και να είναι στην ίδια ευθεία. Το ίδιο θα συμβαίνει και για τις και (Β.1.πρ.14.)
Αν τέσσερα ευθύγραμμα τμήματα είναι ανάλογα ( :::: ), το ορθογώνιο ( × ) που περιέχεται από τους άκρους όρους της αναλογίας, είναι ισεμβαδικό προς το ορθογώνιο ( × ) που περιέχεται από τους μέσους όρους της αναλογίας.
Μερος II.
Αν το ορθογώνιο που περιέχεται από τους άκρους όρους είναι ισεμβαδικό με το ορθογώνιο που περιέχεται από τους μέσους όρους, τα τέσσερα τμήματα είναι ανάλογα.
Μερος I.
Στους άκρους όρους και φέρτε την και την ⊥ σε αυτές και = και αντίστοιχα: ολοκληρώστε τα παραλληλόγραμμα:
και .
Και επειδή,
:::: (εξ υποθ.)∴:::: (εκ κατασκ.)∴= (Β.6.πρ.14),
δηλαδή το ορθογώνιο που περιέχεται από τους άκρους όρους είναι ίσο με αυτό που περιέχεται από τους μέσους όρους.
Μερος II.
Με το ίδιο σχήμα; επειδή
=,= και =, ∴:::: (Β.6.πρ.14).
Αν τρία ευθύγραμμα τμήματα είναι ανάλογα ( :::: ) το ορθογώνιο που περιέχεται από τους άκρους όρους της αναλογίας είναι ισεμβαδικό προς το τετράγωνο με πλευρά το μέσο όρο της αναλογίας.
Μερος II.
Αν το ορθογώνιο που περιέχεται από τους άκρους όρους είναι ισεμβαδικό με το τετράγωνο του μέσου, τότε τα τρία τμήματα είναι ανάλογα.
Μερος I.
Υποθέστε ότι =, καιεφόσον ::::,τότε ::::,∴×=× (Β.6.πρ.16).
Αλλά =, ∴×=×, ή =2;
επομένως, αν τα τρία τμήματα είναι ανάλογα, το ορθογώνιο που περιέχεται από τους άκρους όρους είναι ισεμβαδικό με το τετράγωνο του μέσου όρου.
Μερος II.
Υποθέστε =, τότε
×=×. ∴:::: (Β.6.πρ.16), και
∴::::.
Ο. Ε. Δ.
Προταση XVIII. Θεωρημα.
Να γραφεί ευθύγραμμο σχήμα με μία πλευρά δοθέν ευθύγραμμο τμήμα () ο οποίο να είναι όμοιο και ομοίως κείμενο (τοποθετημένο) προς δοθέν ευθύγραμμο σχήμα ().
Αναλύστε το δοθέν ευθύγραμμο σχήμα σε τρίγωνα φέρνοντας τις και .
Στα άκρα της κατασκευάστε
= και =: ξανά, στα άκρα της κατασκευάστε = και =: με όμοιο τρόπο κατασκευάστε
= και =.
Τότε το θα είναι όμοιο με το .
Είναι προφανές από την κατασκευή και την (Β.1.πρ.32) ότι τα σχήματα είναι ισογώνια· και εφόσον τα τρίγωνα
και είναι ισογώνια, τότε λόγω της (Β.6.πρ.4),
Με τον ίδιο τρόπο μπορεί να αποδειχθεί ότι οι υπόλοιπες πλευρές των δύο σχημάτων είναι ανάλογες.
∴ από (Β.6.ορ.1.)
το είναι όμοιο με το και παρόμοια τοποθετημένο· και επάνω στην δοσμένη ευθεία .
Ο. Ε. Π.
Προταση XIX. Θεωρημα.
Ο λόγος των εμβαδών δύο όμοιων τριγώνων ( και ) σούται με το λόγο των τετραγώνων των ομόλογων πλευρών τους.
Έστω ότι οι γωνίες και είναι ίσες, και η και η είναι οι ομόλογες πλευρές των όμοιων τριγώνων και και στο το μεγαλύτερο από αυτά τα τμήματα, πάρτε μια τρίτη ανάλογη έτσι ώστε
::::; φέρτε την .
:::: (Β.6.πρ.4);
∴:::: (Β.5.πρ.16, εναλλάξ.),
αλλά :::: (εκ κατασκ.),
∴:::: συνεπώς = διότι έχουν τις πλευρές
που περιέχουν τις ίσες γωνίες και αντιστρόφως ανάλογες (Β.6.πρ.15);
∴:::: (Β.5.πρ.7),
αλλά :::: (Β.6.πρ.1),
∴::::, δηλαδή, τα τρίγωνα είναι μεταξύ τους όπως τα τετράγωνα των ομόλογων πλευρών τους
και (Β.5.ορ.11).
Ο. Ε. Δ.
Προταση XX. Θεωρημα.
Τα όμοια πολύγωνα διαιρούνται στον ίδιο αριθμό όμοιων τριγώνων, τα οποία είναι ομόλογα ως προς όλα τα στοιχεία τους και ο λόγος των εμβαδών των δύο πολυγώνων ισούται με το λόγο των τετραγώνων των ομολόγων πλευρών τους.
Φέρτε τις και , και τις και , που υποδιαιρούν τα πολύγωνα σε τρίγωνα. Επειδή τα πολύγωνα είναι όμοια, =, και ::::
∴ τα και είναι όμοια, και = (Β.6.πρ.6)
αλλά = επειδή είναι γωνίες όμοιων πολυγώνων·
επομένως αυτές που απομένουν και είναι ίσες·
άρα ::::, λόγω των όμοιων τριγώνων,
και ::::, λόγω των όμοιων πολυγώνων,
∴::::, από τον δι’ ίσου λόγο της τεταγμένης ακολουθίας ex æquali (Β.5.πρ.22), και επειδή αυτές οι ομόλογες
πλευρές περιέχουν ίσες γωνίες, τα τρίγωνα και είναι όμοια (Β.6.πρ.6).
Με τον ίδιο τρόπο μπορεί να αποδειχτεί ότι τα
τρίγωνα και είναι όμοια.
Αλλά το είναι για το όπως το τετράγωνο της
προς την (Β.6.πρ.19), και
το είναι για το για τον ίδιο λόγο
όπως το τετράγωνο του προς την ;
∴::::, (Β.5.πρ.11)·
Ξανά, το είναι για το όπως το τετράγωνο του
προς το , και το είναι για το όπως
το τετράγωνο του προς το ,
∴:::::::;
και όπως είναι ένας από τους ηγούμενους όρους προς έναν των επόμενων, έτσι θα είναι το άθροισμα όλων των ηγούμενων προς το άθροισμα όλων των επόμενων, δηλαδή τα όμοια τρίγωνα έχουν μεταξύ τους τον ίδιο λόγο που έχουν τα πολύγωνα (Β.5.πρ.12).
Αλλά το είναι για το όπως το τετράγωνο του λόγου του
προς το ;
∴ το είναι για το όπως το τετράγωνο
του λόγου του προς το .
Ο. Ε. Δ.
Προταση XXI. Θεωρημα.
Αυτά τα πολύγωνα ( και ) που είναι όμοια προς το ίδιο πολύγωνο () είναι και μεταξύ τους όμοια.
Εφόσον τα και είναι όμοια, είναι και ισογώνια, και έχουν τις πλευρές που περιέχουν τις ίσες γωνίες ανάλογες (Β.6.ορ.1)· και εφόσον τα σχήματα και είναι όμοια, θα είναι ισογώνια και θα έχουν τις πλευρές που περιέχουν τις ίσες γωνίες ανάλογες· επομένως τα και είναι επίσης ισογώνια, και έχουν τις πλευρές που περιέχουν τις ίσες γωνίες ανάλογες (Β.5.πρ.11), και άρα είναι όμοια.
Ο. Ε. Δ.
Προταση XXII. Θεωρημα.
Μερος I.
Αν τέσσερα ευθύγραμμα τμήματα είναι ανάλογα ( :::: ), τότε και τα όμοια πολύγωνα που έχουν μία πλευρά τους ένα από τα παραπάνω ανάλογα ευθύγραμμα τμήματα, με την ίδια σειρά λαμβανόμενα, είναι ανάλογα.
Μερος II.
Αν τέσσερα όμοια πολύγωνα τοποθετημένα με όμοιο τρόπο επάνω σε τέσσερα ευθύγραμμα τμήματα είναι ανάλογα, τότε τα ευθύγραμμα αυτά τμήματα είναι επίσης ανάλογα.
Μερος I.
Πάρτε την τρίτη ανάλογο στην και τις , και τρίτες ανάλογους
στις και (Β.6.πρ.11)·
εφόσον :::: (εξ υποθ.),:::: (εκ κατασκ.)
:::: (εξ υποθ.),
∴:::: (εκ κατασκ.)
και ∴::::. (Β.5.πρ.11).
Ο. Ε. Δ.
Προταση XXIII. Θεωρημα.
Τα ισογώνια παραλληλόγραμμα ( και ) έχουν λόγο εμβαδών ίσο προς το λόγο των γινομένων των πλευρών τους.
Έστω ότι δύο από τις πλευρές και που περιέχουν τις ίσες γωνίες τοποθετούνται επάνω σε μία ευθεία.
Εφόσον +=, και = (εξ υποθ.),
+=, και ∴ και βρίσκονται επάνω σε ευθεία (Β.1.πρ.14);
ολοκληρώστε το .
Εφόσον :::: (Β.6.πρ.1),
και :::: (Β.6.πρ.1),
το έχει με το λόγο σύνθετο από τους λόγους του
ως προς το , και του ως προς το .
Ο. Ε. Δ.
Προταση XXIV. Θεωρημα.
Εις κάθε παραλληλόγραμμο () α παραλληλόγραμμα που γράφονται γύρω από μια διαγώνιο ( και ) είναι όμοια μεταξύ τους καθώς και με το αρχικό παραλληλόγραμμο.
Καθώς τα και έχουν μία
κοινή γωνία θα είναι ισογώνια·
αλλά επειδή ∥ τα και είναι όμοια (Β.6.πρ.4),
∴::::· και οι υπόλοιπες απέναντι γωνίες θα είναι ίσες με αυτές,
∴ και έχουν τις πλευρές που περιέχουν τις ίσες
γωνίες ανάλογες, και είναι επομένως όμοια.
Με τον ίδιο τρόπο μπορεί να αποδειχθεί ότι τα
παραλληλόγραμμα και είναι όμοια.
Επομένως, εφόσον κάθε ένα από τα παραλληλόγραμμα
και είναι όμοιο με το , θα είναι και μεταξύ τους όμοια.
Ο. Ε. Δ.
Προταση XXV. Προβλημα.
Να κατασκευαστεί ευθύγραμμο σχήμα, το οποίο να είναι όμοιο προς δοθέν σχήμα (), και ισεμβαδικό προς δοθέν πολύγωνο ().
Επάνω στην κατασκευάστε =, και επάνω στην κατασκευάστε =, και αφο = (Β.1.πρ.45), οι
και θα βρίσκονται επ’ ευθείας (Β.1.πρ. 29, 14),
Των και βρείτε μία μέση ανάλογο
(Β.6.πρ.13), και επάνω στην κατασκευάστε το , όμοιο με το , και όμοια κείμενο.
Τότε =.
Διότι, εφόσον τα και είναι όμοια, και
:::: (εκ κατασκ.),
:::: (Β.6.πρ.20)·
αλλά :::: (B. 6. pr. 1)·
∴:::: (Β.5.πρ.11);
αλλά = (εκ κατασκ.),
και ∴= (Β.5.πρ.14)·
και = (εκ κατασκ.)· συνεπώς,
το που είναι όμοιο με το είναι επίσης =.
Ο. Ε. Π.
Προταση XXVI. Θεωρημα.
Αν όμοια και ομοίως κείμενα παραλληλόγραμμα ( και ) έχουν μία κοινή γωνία θα είναι περί την ίδια διαγώνιο.
Διότι, εφόσον είναι δυνατόν, ας είναι το η διαγώνιος του και
φέρτε την ∥ (Β.1.πρ.31).
Εφόσον τα και είναι περί την ίδια
διαγώνιο , και έχουν κοινή την ,
θα είναι όμοια (Β.6.πρ.24);
∴::::; αλλά :::: (εξ υποθ.),
∴::::, και ∴= (Β.5.πρ.9),
όπερ άτοπον.
∴ το δεν είναι διαγώνιος του με τον ίδιο τρόπο μπορεί να αποδειχθεί ότι καμία άλλη γραμμή δεν είναι
(διαγώνιος) εκτός της .
Ο. Ε. Δ.
Προταση XXVII. Θεωρημα.
Από όλα τα ορθογώνια που περιέχονται από δύο οποιαδήποτε μέρη ενός ευθύγραμμου τμήματος, μέγιστο είναι αυτό που γράφεται με πλευρά το ήμισυ του ευθύγραμμου τμήματος.
Έστω είναι το δεδομένο τμήμα, και τα και είναι άνισα τμήματα, και τα και είναι ίσα τμήματα·
τότε >.
Διότι, έχει αποδειχθεί ήδη (Β.2.πρ.5), ότι το τετράγωνο με πλευρά το ήμισυ του τμήματος είναι ίσο με το ορθογώνιο που περιέχεται από οποιαδήποτε άνισα τμήματα συν το τετράγωνο του τμήματος μεταξύ του μέσου και του σημείου που χωρίζει το αρχικό τμήμα σε δύο άλλα. Επομένως το τετράγωνο που σχηματίζεται με πλευρά το ήμισυ του αρχικού τμήματος θα είναι μεγαλύτερο οποιουδήποτε ορθογωνίου που σχηματίζεται από δύο τμήματά του.
Ο. Ε. Δ.
Προταση XXVIII. Προβλημα.
Να τμηθεί δοθέν ευθύγραμμο τμήμα () έτσι ώστε το ορθογώνιο που περιέχεται από τα μέρη του να ισούται με δεδομένο εμβαδόν, που να μην υπερβαίνει το τετράγωνο του ημίσεός του.
Έστω ότι το δεδομένο εμβαδόν είναι =2.
Διχοτομείστε την , ώστε =· και εάν 2=2, το πρόβλημα λύθηκε.
Αλλά εάν 2≠2, τότε
πρέπει > (εξ υποθ.).
Φέρτε την ⊥=· κατασκευάστε = ή · με την ακτίνα γράψτε κύκλο που να τέμνει την
δεδομένη γραμμή· φέρτε την .
Αλλά 2=2+2 (Β.1.πρ.47);
∴×+2 =2+2, αφαιρέστε το 2 και από τις δυο,
και ×=2.
Αλλά = (εκ κατασκ.),
και ∴ η είναι έτσι διαιρεμένη
ώστε ×=2.
Ο. Ε. Π.
Προταση XXIX. Προβλημα.
Να προεκταθεί δοθείσα ευθεία (), έτσι ώστε το ορθογώνιο που θα περιέχεται μεταξύ ολόκληρης της ευθείας και της προέκτασής της να είναι ισεμβαδικό με το τετράγωνο δοθέντος τμήματος .
Διχοτομείστε το τμήμα =, και
φέρτε την ⊥=· και
φέρτε την ακτίνα, γράψτε κύκλο
που θα τέμνει την προέκταση της .
∴×+2= 2+2, και από τις δύο αφαιρέστε 2, και ×=2· αλλά =, ∴2= το δεδομένο εμβαδόν.
Ο. Ε. Π.
Προταση XXX. Προβλημα.
Να τμηθεί δοθέν ευθύγραμμο τμήμα () σε άκρο και μέσο λόγο.
Επάνω στην γράψτε το τετράγωνο (Β.1.πρ.46);
και προεκτείνετε την , έτσι ώστε
×=2 (Β.6.πρ.29)·
πάρτε =,και φέρτε την ∥,που τέμνει ∥ (Β.1.πρ.31).
Τότε =×, και ∴=· και εάν από τα δύο αυτά ίσα αφαιρεθεί
το κοινό τμήμα , , που είναι το τετράγωνο του , θα είναι =, που είναι =×· δηλαδή 2=×· ∴::::, και η έχει τμηθεί σε μέσο και άκρο λόγο (Β.6.ορ.3).
Ο. Ε. Π.
Προταση XXXI. Θεωρημα.
Εις τα ορθογώνια τρίγωνα (), το πολύγωνο που γράφεται με μία πλευρά την υποτείνουσα () έχει εμβαδόν ίσο προς το άθροισμα των εμβαδών των πολυγώνων τα οποία γράφονται πάνω στις κάθετες πλευρές του τρίγωνου και είναι όμοια και ομοίως κείμενα με το πολύγωνο που γράφεται πάνω στην υποτείνουσα.
Από την κορυφή της ορθής γωνίας φέρτε την κάθετη στην (το ύψος)·
τότε :::: (Β.6.πρ.8).
Αν δύο τρίγωνα ( και ), στα οποία οι δύο πλευρές μιας γωνίας του ενός είναι ανάλογες προς τις δύο πλευρές μιας γωνίας του άλλου ( :::: ), τοποθετηθούν έτσι ώστε να έχουν μία κοινή κορυφή και τις ομόλογες πλευρές τους παράλληλες, τότε οι υπόλοιπες πλευρές των τριγώνων ( και ) α βρίσκονται επάνω στην ίδια ευθεία.
Εφόσον ∥, = (Β.1.πρ.29)·
και επίσης, εφόσον ∥, = (Β.1.πρ.29);
∴=· και εφόσον
:::: (εξ υποθ.),
τα τρίγωνα είναι ισογώνια (Β.6.πρ.6);
Εις ίσους κύκλους (,), οι επίκεντρες ή οι εγγεγραμμένες γωνίες είναι όπως τα αντίστοιχα τόξα στα οποία βαίνουν (::::). Και το αυτό (ισχύει) για τους τομείς.
Πάρτε πάνω στον οποιοδήποτε αριθμό τόξων ,, κ.ά., το καθένα ίσο με =, και επίσης στον πάρτε οποιοδήποτε αριθμό τόξων ,, κ.ά., το καθένα =, φέρτε τις ακτίνες στα άκρα τους.
Τότε εφόσον τα τόξα ,,, κ.ά., είναι όλα ίσα, οι γωνίες ,,, κ.ά., θα είναι επίσης ίσες (Β.3.πρ.27)·
∴ είναι το ίδιο πολλαπλάσιο του που το τόξο είναι του · και όμοια το είναι το ίδιο πολλαπλάσιο του , που το τόξο είναι του .
Τότε είναι προφανές (Β.3.πρ.27),
αν (ή μ φορές ) >, =, < (ή ν φορές )
τότε (ή μ φορές ) >, =, < (ή ν φορές );
∴::::, (Β.5.ορ.5), ή οι επίκεντρες γωνίες είναι όπως τα τόξα στα οποία βαίνουν και οι εγγεγραμμένες, επειδή είναι μισές από τις επίκεντρες (Β.3.πρ.20) έχουν τον ίδιο λόγο (Β.5.πρ.15), και επομένως είναι και αυτές όπως τα τόξα στα οποία βαίνουν.
Είναι προφανές ότι σε ίσους κύκλους οι τομείς ίσων τόξων είναι ίσοι (B.1.πρ.4· Β.3.πρ.24,27, και ορ. 9). Επομένως, αν οι τομείς υποκαταστήσουν τις γωνίες στην παραπάνω απόδειξη, το δεύτερο μέρος την πρότασης θα αποδειχθεί, δηλαδή, σε ίσους κύκλους οι τομείς έχουν τον ίδιο λόγο μεταξύ τους όπως και τα τόξα στα οποία βαίνουν.
Ο. Ε. Δ.
Προταση Α. Θεωρημα.
Αν προεκταθεί η διχοτόμος () μιας εξωτερικής γωνίας τριγώνου μέχρι να τμήσει την προέκταση της απέναντι πλευράς () τότε ολόκληρη η προεκτεταμμένη γραμμή (), και το τμήμα της προέκτασης () θα είναι ανάλογα με τις πλευρές ( και ), που περιέχουν την γειτονική γωνία αυτής που διχοτομήθηκε.
Αν διχοτομηθεί η γωνία ενός τριγώνου η διχοτόμος θα τέμνει την απέναντι πλευρά (βάση) · το ορθογώνιο που περιέχεται από τις πλευρές του τριγώνου είναι ισοδύναμο με το ορθογώνιο που περιέχεται από τα δύο τμήματα της βάσης συν το τετράγωνο της διχοτόμου.
Φέρτε την ώστε =· τότε
×=×+2.
Στο γράψτε το περιγεγραμμένο κύκλο (Β.4.πρ.5),
προεκτείνετε την μέχρι να τμήσει τον κύκλο, και φέρτε την .
Από οποιαδήποτε γωνία ενός τριγώνου άγεται ύψος προς τη βάση (την απέναντι πλευρά). Το ορθογώνιο που περιέχεται από τις πλευρές του τριγώνου είναι ισοδύναμο με το ορθογώνιο που περιέχεται από το ύψος και την διάμετρο του περιγεγραμμένου περί το τρίγωνο κύκλου.
Από την κορυφή της του φέρτε την ⊥· τότε
θα ισχύει ×=× διάμετρο του περιγεγραμμένου κύκλου.
Περιγράψτε τον (Β.4.πρ.5), φέρτε την διάμετρό του
, και φέρτε την · τότε επειδή
= (εκ κατασκ. και Β.3.πρ.31)·
και = (Β.3.πρ.21)·
∴ είναι ισογώνιο με το (Β.6.πρ.4)·
∴::::· και ∴×=× (Β.6.πρ.16).
Ο. Ε. Δ.
Προταση Δ. Θεωρημα.
Το ορθογώνιο που περιέχεται από τις διαγωνίους ενός τετραπλεύρου εγγεγραμμένου σε κύκλο, είναι ισοδύναμο με το άθροισμα των ορθογωνίων που περιέχονται από τις απέναντι πλευρές.
Έστω το είναι ένα τετράπλευρο εγγεγραμμένο σε κύκλο · φέρτε την και την · τότε
×= ×+×.