命題25

平方だけにおいて通約可能な中項線分によって, 囲まれる長方形は
有理面積か中項面積かのどちらかである。

長方形ACは正方形だけにおいて 通約可能である中項線分AB,BCによって囲まれるとする。

このとき,ACは有理面積か中項面積かのどちらかであることを示す。

AB,BC上に正方形AD,BEを描く。

このとき,正方形AD,BEは中項面積である。

有理線分FGを定める。

ADに等しくFHを幅とする直角平行四辺形GHがFGにつくられ,
ACに等しくHKを幅とする直角平行四辺形MKがHMに作られ,

同様に,BEに等しくKLを幅とするNLがKNに作られたとする。

このとき,FH,HK,KLは一直線である。

正方形AD,BEは中項面積でADはGHに等しく, BEはNLに等しいので,長方形GH,NLは中項面積である。

また,長方形GH,NLは有理線分FGにつくられている。

よって,線分FH,KLは有理線分で, FGと長さにおいて通約不可能である。 ].22

また,ADはBEと通約可能なので,GHはNLと通約可能である。

そして,GHがNLに対するようにFHはKLに対する。

ゆえに,FHはKLと長さにおいて通約可能である。 Y.1 ].11

よって,FH,KLは長さにおいて通約可能な有理線分である。

したがって,FH,KLでできた長方形は有理面積である。 ].19

また,DBはBAに等しく, OBはBCに等しいので,DBがBCに対するようにABがBOに対する。

DBがBCに対するように,DAがACに対し,ABがBOに対するようにACがCOに対する。

よって,DAがACに対するように,ACはCOに対する。
Y.1

また,ADはGHに等しく,ACはMKに等しく,COはNLに等しい。

ゆえに,GHがMKに対するように,MKはNLに対する。

よって,FHがHKに対するように,HKはKLに対する。

したがって,FK,KLでできた長方形はHK上の正方形に等しい。 Y.1 X.11 Y.17

また,FH,KLでできた長方形は有理面積である。

ゆえに,HK上の正方形は有理面積である。

よって,HKは有理線分である。

HKがFGと長さにおいて通約可能ならば, HNは有理面積で
HKがFGと長さにおいて通約不可能ならば, KH,HMは正方形だけにおいて通約可能な有理線分である。

ゆえに,HNは中項面積である。 ].19 ].21

よって,HNは有理面積か中項面積である。

また,HNはACに等しい。

よって,ACは有理面積か中項面積かのどちらかである。

証明終了


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