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。
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