命題3

二つの通約可能な大きさが与えられた時,最大公約量を見つける

通約可能な量ABとCDがあり,小さいほうをABとする。

ABはCDを割り切ることができるか, 割り切ることができないかのどちらかである。もし,ABがCDを割り切ることができ,自分自身も割り切るならば, ABはABとCDの公約量である。

そして,ABより大きな量でABを割り切れないことは明らかであり, ABが最大であることになる。

つぎにABがCDを割り切れないとする。

大きいほうから小さいほうを次々と引いたとすると,残された量がひいた量を割り切ることになる。 なぜならば,ABとCDは通約可能だからである。 ].2

ABがEDを割り切り,ABより小さいECを残し,ECがFBを割り切り,ECより小さいAFを残すとし, AFがECを割り切るとする。

そうすると,AFがECを割り切り,ECがFBを割り切るとき,AFはFBも割り切ることになる。したがって,AFがAF自身を割り切るとき, AFはAB全体を割り切る。

ABがDEを割り切るので,AFはEDも割り切る。 AFは,ECを割り切るので,CD全体も割り切る。

したがって,AFはABとCDの公約量である。

次に,AFが最大であることを示す。

AFが最大でなければ,ABとCDを割り切り,AFより大きいGが存在することになる。そうすると,GはABを割り切り, ABがEDを割り切るとき,GはEDもまた割り切る。

GがCD全体を割り切ると,残りのECも割り切る。ECがFBを割り切るので,GはFBも割り切る。GがAB全体を割り切るので,残りのAFも割り切ることになり GはAFより大きいので不可能である。

したがって,AFより大きく,ABとCDを割り切る量はない。 ゆえに,AFはABとCDの最大公約量である。

よって,通約可能な量ABとCDの最大公約量が見つけられた。

証明終了


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