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エウクレイデス · 原論 §7.prop.1-7.prop.2

互いに素な数の判定とユークリッドの互除法

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要旨

ユークリッドは、二つの数に対する互除法の過程で最後に単位が残るならばそれらは互いに素であることを示し(定理1)、互いに素ではない二つの数の最大公約数(最大共通尺度)を求めるアルゴリズム(ユークリッドの互除法)とその証明および系を提示する(定理2)。

§7.prop.1δύο ἀριθμῶν ἀνίσων ἐκκειμένων, ἀνθυφαιρουμένου δὲ ἀεὶ τοῦ ἐλάσσονος ἀπὸ τοῦ μείζονος, ἐὰν ὁ λειπόμενος μηδέποτε καταμετρῇ τὸν πρὸ ἑαυτοῦ, ἕως οὗ λειφθῇ μονάς, οἱ ἐξ ἀρχῆς ἀριθμοὶ πρῶτοι πρὸς ἀλλήλους ἔσονται.
二つの不等な数が置かれ、常に小さい方が大きい方から引き去られるとき、もし残される数が、単位が残されるまで、決してその前の数を測りきらないならば、初めの数たちは互いに素である。
δύο γὰρ ἀριθμῶν τῶν ΑΒ, ΓΔ ἀνθυφαιρουμένου ἀεὶ τοῦ ἐλάσσονος ἀπὸ τοῦ μείζονος ὁ λειπόμενος μηδέποτε καταμετρείτω τὸν πρὸ ἑαυτοῦ, ἕως οὗ λειφθῇ μονάς·
なぜなら、二つの数 AB, ΓΔ について、常に小さい方が大きい方から引き去られるとし、残される数が、単位が残されるまで、決してその前の数を測りきらないとせよ。
λέγω, ὅτι οἱ ΑΒ, ΓΔ πρῶτοι πρὸς ἀλλήλους εἰσίν, τουτέστιν ὅτι τοὺς ΑΒ, ΓΔ μονὰς μόνη μετρεῖ.
私は、AB, ΓΔ は互いに素である、すなわち AB, ΓΔ を単位だけが測る、と主張する。
εἰ γὰρ μή εἰσιν οἱ ΑΒ, ΓΔ πρῶτοι πρὸς ἀλλήλους, μετρήσει τις αὐτοὺς ἀριθμός.
なぜなら、もし AB, ΓΔ が互いに素でないならば、ある数がそれらを測るであろう。
μετρείτω, καὶ ἔστω ὁ Ε·
それを測るものとし、それを E とせよ。
καὶ ὁ μὲν ΓΔ τὸν ΒΖ μετρῶν λειπέτω ἑαυτοῦ ἐλάσσονα τὸν ΖΑ, ὁ δὲ ΑΖ τὸν ΔΗ μετρῶν λειπέτω ἑαυτοῦ ἐλάσσονα τὸν ΗΓ, ὁ δὲ ΗΓ τὸν ΖΘ μετρῶν λειπέτω μονάδα τὴν ΘΑ. ἐπεὶ οὖν ὁ Ε τὸν ΓΔ μετρεῖ, ὁ δὲ ΓΔ τὸν ΒΖ μετρεῖ καὶ ὁ Ε ἄρα τὸν ΒΖ μετρεῖ·
そして、ΓΔ は BZ を測りつつ、自身より小さい ZA を残すものとし、AZ は ΔH を測りつつ、自身より小さい HΓ を残すものとし、HΓ は ZΘ を測りつつ、単位 ΘA を残すものとせよ。 さて、E は ΓΔ を測り、ΓΔ は BZ を測るのであるから、したがって E も BZ を測る。
μετρεῖ δὲ καὶ ὅλον τὸν ΒΑ·
しかし、それは全体である BA も測る。
καὶ λοιπὸν ἄρα τὸν ΑΖ μετρήσει.
したがって、残りである AZ も測るであろう。
ὁ δὲ ΑΖ τὸν ΔΗ μετρεῖ·
しかし、AZ は ΔH を測る。
καὶ ὁ Ε ἄρα τὸν ΔΗ μετρεῖ·
したがって E も ΔH を測る。
μετρεῖ δὲ καὶ ὅλον τὸν ΔΓ·
しかし、それは全体である ΔΓ も測る。
καὶ λοιπὸν ἄρα τὸν ΓΗ μετρήσει.
したがって、残りである ΓH も測るであろう。
ὁ δὲ ΓΗ τὸν ΖΘ μετρεῖ·
しかし、ΓH は ZΘ を測る。
καὶ ὁ Ε ἄρα τὸν ΖΘ μετρεῖ·
したがって E も ZΘ を測る。
μετρεῖ δὲ καὶ ὅλον τὸν ΖΑ·
しかし、それは全体である ZA も測る。
καὶ λοιπὴν ἄρα τὴν ΑΘ μονάδα μετρήσει ἀριθμὸς ὤν·
したがって、残りである単位 AΘ も、数でありながら測るであろう。
ὅπερ ἐστὶν ἀδύνατον.
これは不可能である。
οὐκ ἄρα τοὺς ΑΒ, ΓΔ ἀριθμοὺς μετρήσει τις ἀριθμός·
したがって、AB, ΓΔ という数を測るようないかなる数も存在しないであろう。
οἱ ΑΒ, ΓΔ ἄρα πρῶτοι πρὸς ἀλλήλους εἰσίν·
したがって、AB, ΓΔ は互いに素である。
ὅπερ ἔδει δεῖξαι.
これが証明されるべきことであった。
§7.prop.2δύο ἀριθμῶν δοθέντων μὴ πρώτων πρὸς ἀλλήλους τὸ μέγιστον αὐτῶν κοινὸν μέτρον εὑρεῖν.
互いに素ではない二つの与えられた数について、それらの最大公約数(最大共通尺度)を見出すこと。
ἔστωσαν οἱ δοθέντες δύο ἀριθμοὶ μὴ πρῶτοι πρὸς ἀλλήλους οἱ ΑΒ, ΓΔ. δεῖ δὴ τῶν ΑΒ, ΓΔ τὸ μέγιστον κοινὸν μέτρον εὑρεῖν.
与えられた互いに素ではない二つの数を AB, ΓΔ とせよ。 AB, ΓΔ の最大公約数を見出さねばならない。
εἰ μὲν οὖν ὁ ΓΔ τὸν ΑΒ μετρεῖ, μετρεῖ δὲ καὶ ἑαυτόν, ὁ ΓΔ ἄρα τῶν ΓΔ, ΑΒ κοινὸν μέτρον ἐστίν.
もし ΓΔ が AB を測り、また自分自身をも測るならば、ΓΔ は ΓΔ, AB の公約数である。
καὶ φανερόν, ὅτι καὶ μέγιστον·
そして、それが最大であることも明らかである。
οὐδεὶς γὰρ μείζων τοῦ ΓΔ τὸν ΓΔ μετρήσει.
なぜなら、ΓΔ より大きい数で ΓΔ を測るものは存在しないからである。
εἰ δὲ οὐ μετρεῖ ὁ ΓΔ τὸν ΑΒ, τῶν ΑΒ, ΓΔ ἀνθυφαιρουμένου ἀεὶ τοῦ ἐλάσσονος ἀπὸ τοῦ μείζονος λειφθήσεταί τις ἀριθμός, ὃς μετρήσει τὸν πρὸ ἑαυτοῦ.
もし ΓΔ が AB を測らないならば、AB, ΓΔ から常に小さい方が大きい方から引き去られるとき、その前の数を測るようなある数が残されるであろう。
μονὰς μὲν γὰρ οὐ λειφθήσεται·
なぜなら、単位は残されないからである。
εἰ δὲ μή, ἔσονται οἱ ΑΒ, ΓΔ πρῶτοι πρὸς ἀλλήλους· ὅπερ οὐχ ὑπόκειται.
もしそうでなければ、AB, ΓΔ は互いに素になるであろうが、これは仮定されていない。
λειφθήσεταί τις ἄρα ἀριθμός, ὃς μετρήσει τὸν πρὸ ἑαυτοῦ.
したがって、その前の数を測るようなある数が残されるであろう。
καὶ ὁ μὲν ΓΔ τὸν ΒΕ μετρῶν λειπέτω ἑαυτοῦ ἐλάσσονα τὸν ΕΑ, ὁ δὲ ΕΑ τὸν ΔΖ μετρῶν λειπέτω ἑαυτοῦ ἐλάσσονα τὸν ΖΓ, ὁ δὲ ΓΖ τὸν ΑΕ μετρείτω.
そして、ΓΔ は BE を測りつつ、自身より小さい EA を残すものとし、EA は ΔZ を測りつつ、自身より小さい ZΓ を残すものとし、ΓZ は AE を測るものとせよ。
ἐπεὶ οὖν ὁ ΓΖ τὸν ΑΕ μετρεῖ, ὁ δὲ ΑΕ τὸν ΔΖ μετρεῖ, καὶ ὁ ΓΖ ἄρα τὸν ΔΖ μετρήσει·
さて、ΓZ は AE を測り、AE は ΔZ を測るのであるから、したがって ΓZ も ΔZ を測るであろう。
μετρεῖ δὲ καὶ ἑαυτόν·
しかし、それは自分自身をも測る。
καὶ ὅλον ἄρα τὸν ΓΔ μετρήσει.
したがって、全体である ΓΔ も測るであろう。
ὁ δὲ ΓΔ τὸν ΒΕ μετρεῖ·
しかし、ΓΔ は BE を測る。
καὶ ὁ ΓΖ ἄρα τὸν ΒΕ μετρεῖ·
したがって ΓZ も BE を測る。
μετρεῖ δὲ καὶ τὸν ΕΑ·
しかし、それは EA も測る。
καὶ ὅλον ἄρα τὸν ΒΑ μετρήσει·
したがって、全体である BA も測るであろう。
μετρεῖ δὲ καὶ τὸν ΓΔ·
しかし、それは ΓΔ も測る。
ὁ ΓΖ ἄρα τοὺς ΑΒ, ΓΔ μετρεῖ.
したがって ΓZ は AB, ΓΔ を測る。
ὁ ΓΖ ἄρα τῶν ΑΒ, ΓΔ κοινὸν μέτρον ἐστίν.
したがって ΓZ は AB, ΓΔ の公約数である。
λέγω δή, ὅτι καὶ μέγιστον.
私は、それが最大でもあると主張する。
εἰ γὰρ μή ἐστιν ὁ ΓΖ τῶν ΑΒ, ΓΔ μέγιστον κοινὸν μέτρον, μετρήσει τις τοὺς ΑΒ, ΓΔ ἀριθμοὺς ἀριθμὸς μείζων ὢν τοῦ ΓΖ. μετρείτω, καὶ ἔστω ὁ Η. καὶ ἐπεὶ ὁ Η τὸν ΓΔ μετρεῖ, ὁ δὲ ΓΔ τὸν ΒΕ μετρεῖ, καὶ ὁ Η ἄρα τὸν ΒΕ μετρεῖ·
なぜなら、もし ΓZ が AB, ΓΔ の最大公約数でないならば、ΓZ より大きいある数が AB, ΓΔ という数を測るであろう。
μετρεῖ δὲ καὶ ὅλον τὸν ΒΑ·
それを測るものとし、それを H とせよ。
καὶ λοιπὸν ἄρα τὸν ΑΕ μετρήσει.
そして、H は ΓΔ を測り、ΓΔ は BE を測るのであるから、したがって H も BE を測る。
ὁ δὲ ΑΕ τὸν ΔΖ μετρεῖ·
しかし、それは全体である BA も測る。
καὶ ὁ Η ἄρα τὸν ΔΖ μετρήσει·
したがって、残りである AE も測るであろう。
μετρεῖ δὲ καὶ ὅλον τὸν ΔΓ·
しかし、AE は ΔZ を測る。
καὶ λοιπὸν ἄρα τὸν ΓΖ μετρήσει ὁ μείζων τὸν ἐλάσσονα·
したがって H も ΔZ を測るであろう。
ὅπερ ἐστὶν ἀδύνατον·
しかし、それは全体である ΔΓ も測る。
οὐκ ἄρα τοὺς ΑΒ, ΓΔ ἀριθμοὺς ἀριθμός τις μετρήσει μείζων ὢν τοῦ ΓΖ·
したがって、残りである ΓZ を、より大きい数がより小さい数を測ることになる。
ὁ ΓΖ ἄρα τῶν ΑΒ, ΓΔ μέγιστόν ἐστι κοινὸν μέτρον·
これは不可能である。
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したがって、ΓZ より大きいようないかなる数も AB, ΓΔ という数を測ることはないであろう。
Πόρισμα ἐκ δὴ τούτου φανερόν, ὅτι ἐὰν ἀριθμὸς δύο ἀριθμοὺς μετρῇ, καὶ τὸ μέγιστον αὐτῶν κοινὸν μέτρον μετρήσει·
したがって ΓZ は AB, ΓΔ の最大公約数である。 系このことから明らかなように、もしある数が二つの数を測るならば、それはそれらの最大公約数をも測るであろう。
ὅπερ ἔδει δεῖξαι.
これが証明されるべきことであった。

語釈・文法注

  1. §7.prop.1δύο ἀριθμῶν ἀνίσων ἐκκειμένων, ἀνθυφαιρουμένου δὲ ἀεὶ τοῦ ἐλάσσονος ἀπὸ τοῦ μείζονος — 二つの属格独立(絶対属格)句が並置されて条件を示している。分詞 ἐκκειμένων と ἀνθυφαιρουμένου は、数論的な命題の前提条件と手続き(交互に引き去ること=互除法)を設定する役割を持つ。
  2. §7.prop.1ἕως οὗ λειφθῇ μονάς — 接続詞 ἕως οὗ(〜するまで)が、不確定な未来の限界を示すため ἄν を伴わずに接続法 λειφθῇ(λειπω のアオリスト受動態)を従えている。これはヘレニズム期の数学や散文に典型的な時間節の用法である。
  3. §7.prop.1μηδέποτε καταμετρείτω τὸν πρὸ ἑαυτοῦ — 三人称単数現在命令法 καταμετρείτω(測るな)が使われている。ユークリッドの論証において、命令法は読者への指示だけでなく、論理的展開における仮定や構成の条件設定(「〜と仮定せよ」)を規定するために多用される。
  4. §7.prop.2τὸ μέγιστον αὐτῶν κοινὸν μέτρον εὑρεῖν — 不定詞 εὑρεῖν(見出すこと)が、作図や計算の課題(作図題・問題)の目的を示す見出し(タイトル)として独立して用いられている。定理を表す直説法未来(ἔσονται など)と対比される、原論の標準的な題目表現である。

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エウクレイデス, 原論 §7.prop.1-7.prop.2. Humanitext Reader, https://reader.humanitext.ai/text/urn:cts:greekLit:tlg1799.tlg001.humanitext-grc2:7.prop.1-7.prop.2

AIによる草稿訳である旨と閲覧日を添えてください。

訳文・注・要旨はAIによる草稿で、読者の指摘により改訂されています。