Humanitext Reader

欧几里得 · 几何原本 §12.prop.12#3

相似圆锥与圆柱体积比证明的完成

第 286 段,共 316 段 · 希腊语

内容简介

利用比例的性质和反证法,证明相似圆锥的体积比等于其底面直径的立方比,并将该结论推广至圆柱,从而完成了命题的证明。

§12.prop.12#3καὶ ὡς ἓν τῶν ἡγουμένων πρὸς ἓν τῶν ἑπομένων, οὕτως ἅπαντα τὰ ἡγούμενα πρὸς ἅπαντα τὰ ἑπόμενα· ἔστιν ἄρα καὶ ὡς ἡ ΒΚΤΛ πυραμὶς πρὸς τὴν ΖΜΟΝ πυραμίδα, οὕτως ἡ ὅλη πυραμίς, ἧς βάσις τὸ ΑΤΒΥΓΦΔΧ πολύγωνον, κορυφὴ δὲ τὸ Λ σημεῖον, πρὸς τὴν ὅλην πυραμίδα, ἧς βάσις μὲν τὸ ΕΟΖΠΗΡΘΣ πολύγωνον, κορυφὴ δὲ τὸ Ν σημεῖον·
正如前项之一比于后项之一,所有前项也之比于所有后项;因此,正如棱锥BKTL比于棱锥ZMON,以多边形ATBYGPhDCh为底面且以点L为顶点的整个棱锥,也比于以多边形EOZPHRThS为底面且以点N为顶点的整个棱锥。
ὥστε καὶ πυραμίς, ἧς βάσις μὲν τὸ ΑΤΒΥΓΦΔΧ, κορυφὴ δὲ τὸ Λ, πρὸς τὴν πυραμίδα, ἧς βάσις τὸ ΕΟΖΠΗΡΘΣ πολύγωνον, κορυφὴ δὲ τὸ Ν σημεῖον, τριπλασίονα λόγον ἔχει ἤπερ ἡ ΒΔ πρὸς τὴν ΖΘ. ὑπόκειται δὲ καὶ ὁ κῶνος, οὗ βάσις ὁ ΑΒΓΔ κύκλος, κορυφὴ δὲ τὸ Λ σημεῖον, πρὸς τὸ Ξ στερεὸν τριπλασίονα λόγον ἔχων ἤπερ ἡ ΒΔ πρὸς τὴν ΖΘ· ἔστιν ἄρα ὡς ὁ κῶνος, οὗ βάσις μέν ἐστιν ὁ ΑΒΓΔ κύκλος, κορυφὴ δὲ τὸ Λ, πρὸς τὸ Ξ στερεόν, οὕτως ἡ πυραμίς, ἧς βάσις μὲν τὸ ΑΤΒΥΓΦΔΧ, κορυφὴ δὲ τὸ Λ, πρὸς τὴν πυραμίδα, ἧς βάσις μέν ἐστι τὸ ΕΟΖΠΗΡΘΣ πολύγωνον, κορυφὴ δὲ τὸ Ν·
因此,以ATBYGPhDCh为底面且以L为顶点的棱锥,对于以多边形EOZPHRThS为底面且以点N为顶点的棱锥,其体积比等于BD对ZTh之比的立方比。 而以圆ABCD为底面且以点L为顶点的圆锥,也被假设为对于立体Ξ具有BD对ZTh之比的立方比;因此,正如以圆ABCD为底面且以L为顶点的圆锥比于立体Ξ,以ATBYGPhDCh为底面且以L为顶点的棱锥,也比于以多边形EOZPHRThS为底面且以N为顶点的棱锥。
ἐναλλὰξ ἄρα, ὡς ὁ κῶνος, οὗ βάσις μὲν ὁ ΑΒΓΔ κύκλος, κορυφὴ δὲ τὸ Λ, πρὸς τὴν ἐν αὐτῷ πυραμίδα, ἧς βάσις μὲν τὸ ΑΤΒΥΓΦΔΧ πολύγωνον, κορυφὴ δὲ τὸ Λ, οὕτως τὸ Ξ πρὸς τὴν πυραμίδα, ἧς βάσις μέν ἐστι τὸ ΕΟΖΠΗΡΘΣ πολύγωνον, κορυφὴ δὲ τὸ Ν. μείζων δὲ ὁ εἰρημένος κῶνος τῆς ἐν αὐτῷ πυραμίδος· ἐμπεριέχει γὰρ αὐτήν.
因此,更比地,正如以圆ABCD为底面且以L为顶点的圆锥比于其中以多边形ATBYGPhDCh为底面且以L为顶点的棱锥,立体Ξ也比于以多边形EOZPHRThS为底面且以N为顶点的棱锥。 但是前述圆锥大于其中的棱锥;因为它包围着它。
μεῖζον ἄρα καὶ τὸ Ξ στερεὸν τῆς πυραμίδος, ἧς βάσις μέν ἐστι τὸ ΕΟΖΠΗΡΘΣ πολύγωνον, κορυφὴ δὲ τὸ Ν. ἀλλὰ καὶ ἔλαττον· ὅπερ ἐστὶν ἀδύνατον.
因此,立体Ξ也大于以多边形EOZPHRThS为底面且以N为顶点的棱锥。 但它也小于它;这是不可能的。
οὐκ ἄρα ὁ κῶνος, οὗ βάσις ὁ ΑΒΓΔ κύκλος, κορυφὴ δὲ τὸ Λ, πρὸς ἔλαττόν τι τοῦ κώνου στερεόν, οὗ βάσις μὲν ὁ ΕΖΗΘ κύκλος, κορυφὴ δὲ τὸ Ν σημεῖον, τριπλασίονα λόγον ἔχει ἤπερ ἡ ΒΔ πρὸς τὴν ΖΘ. ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι οὐδὲ ὁ ΕΖΗΘΝ κῶνος πρὸς ἔλαττόν τι τοῦ ΑΒΓΔΛ κώνου στερεὸν τριπλασίονα λόγον ἔχει ἤπερ ἡ ΖΘ πρὸς τὴν ΒΔ. λέγω δή, ὅτι οὐδὲ ὁ ΑΒΓΔΛ κῶνος πρὸς μεῖζόν τι τοῦ ΕΖΗΘΝ κώνου στερεὸν τριπλασίονα λόγον ἔχει ἤπερ ἡ ΒΔ πρὸς τὴν ΖΘ. εἰ γὰρ δυνατόν, ἐχέτω πρὸς μεῖζον τὸ Ξ. ἀνάπαλιν ἄρα τὸ Ξ στερεὸν πρὸς τὸν ΑΒΓΔΛ κῶνον τριπλασίονα λόγον ἔχει ἤπερ ἡ ΖΘ πρὸς τὴν ΒΔ. ὡς δὲ τὸ Ξ στερεὸν πρὸς τὸν ΑΒΓΔΛ κῶνον, οὕτως ὁ ΕΖΗΘΝ κῶνος πρὸς ἔλαττόν τι τοῦ ΑΒΓΔΛ κώνου στερεόν.
因此,以圆ABCD为底面且以L为顶点的圆锥,对于任何小于以圆EZHTh为底面且以点N为顶点的圆锥的立体,不具有BD对ZTh之比的立方比。 同样地,我们将证明,圆锥EZHThN对于任何小于圆锥ABCDL的立体,也不具有ZTh对BD之比的立方比。 现在我说,圆锥ABCDL对于任何大于圆锥EZHThN的立体,也不具有BD对ZTh之比的立方比。 因为,如果可能的话,假设它对于较大的立体Ξ具有该比。 因此,反比地,立体Ξ对于圆锥ABCDL具有ZTh对BD之比的立方比。 但正如立体Ξ比于圆锥ABCDL,圆锥EZHThN也比于某个小于圆锥ABCDL的立体。
καὶ ὁ ΕΖΗΘΝ ἄρα κῶνος πρὸς ἔλαττόν τι τοῦ ΑΒΓΔΛ κώνου στερεὸν τριπλασίονα λόγον ἔχει ἤπερ ἡ ΖΘ πρὸς τὴν ΒΔ· ὅπερ ἀδύνατον ἐδείχθη.
因此,圆锥EZHThN 对于某个小于圆锥ABCDL的立体也具有ZTh对BD之比的立方比;这已被证明是不可能的。
οὐκ ἄρα ὁ ΑΒΓΔΛ κῶνος πρὸς μεῖζόν τι τοῦ ΕΖΗΘΝ κώνου στερεὸν τριπλασίονα λόγον ἔχει ἤπερ ἡ ΒΔ πρὸς τὴν ΖΘ. ἐδείχθη δέ, ὅτι οὐδὲ πρὸς ἔλαττον.
因此,圆锥ABCDL对于任何大于圆锥EZHThN的立体不具有BD对ZTh之比的立方比。 且已经证明,对于较小的立体也不具有。
ὁ ΑΒΓΔΛ ἄρα κῶνος πρὸς τὸν ΕΖΗΘΝ κῶνον τριπλασίονα λόγον ἔχει ἤπερ ἡ ΒΔ πρὸς τὴν ΖΘ. ὡς δὲ ὁ κῶνος πρὸς τὸν κῶνον, ὁ κύλινδρος πρὸς τὸν κύλινδρον· τριπλάσιος γὰρ ὁ κύλινδρος τοῦ κώνου ὁ ἐπὶ τῆς αὐτῆς βάσεως τῷ κώνῳ καὶ ἰσοϋψὴς αὐτῷ.
因此,圆锥ABCDL对于圆锥EZHThN具有BD对ZTh之比的立方比。 而正如圆锥比于圆锥,圆柱也比于圆柱;因为在同底等高的圆柱是圆锥的三倍。
καὶ ὁ κύλινδρος ἄρα πρὸς τὸν κύλινδρον τριπλασίονα λόγον ἔχει ἤπερ ἡ ΒΔ πρὸς τὴν ΖΘ. οἱ ἄρα ὅμοιοι κῶνοι καὶ κύλινδροι πρὸς ἀλλήλους ἐν τριπλασίονι λόγῳ εἰσὶ τῶν ἐν ταῖς βάσεσι διαμέτρων· ὅπερ ἔδει δεῖξαι.
因此,圆柱对于圆柱也具有BD对ZTh之比的立方比。 因此,相似的圆锥和圆柱,其体积比等于其底面直径的立方比;这就是所要证明的。

词汇与语法注释

  1. ¦100¦καὶ ὡς ἓν τῶν ἡγουμένων πρὸς ἓν τῶν ἑπομένων, οὕτως ἅπαντα τὰ ἡγούμενα πρὸς ἅπαντα τὰ ἑπόμενα — 这是欧几里得《几何原本》第五卷命题12中关于前项和与后项和之比(合比定理/加比定理)的表述,在此应用于多组对应棱锥体积比的和。
  2. ¦110¦πρὸς τὸ Ξ στερεὸν τριπλασίονα λόγον ἔχων — 现在分词 ἔχων(阳性单数主格)修饰句首的主语 ὁ κῶνος(阳性单数主格)。
  3. ¦135¦εἰ γὰρ δυνατόν, ἐχέτω πρὸς μεῖζον τὸ Ξ. — 第三人称单数现在时命令行动词 ἐχέτω(“设它具有”)是用于引入反证法假设的数学惯用语。其省略的主语是前句中的 ὁ ΑΒΓΔΛ κῶνος。

引用这一段

欧几里得, 几何原本 §12.prop.12#3. Humanitext Reader, https://reader.humanitext.ai/zh/text/urn:cts:greekLit:tlg1799.tlg001.humanitext-grc2:12.prop.12%233

请注明译文为AI草稿以及访问日期。

译文、注释与简介为AI生成的草稿,并根据读者反馈持续修订。