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Euclid: Elementa

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DEFINITIONS. 
 
界說六則 
1. Similar rectilineal figures are such as have their angles severally equal and the sides about the equal angles proportional. 
 
第一界
凡形相當之各角等。而各等角旁兩線之比例。俱等。為相似之形。
甲乙丙、丁戊己、兩角形之甲角、與丁角等。乙與戊、丙與己、各等。其甲角旁之甲乙、與甲丙、兩線之比例。若丁角旁之丁戊與丁己兩線。而甲乙與乙丙。若丁戊與戊己。甲丙與丙乙。若丁己與己戊。則此兩角形、為相似之形。依顯凡平邊形、皆相似之形。如庚辛壬、癸子丑、俱平邊角形。其各角俱等。而各邊之比例亦等者、是也。四邊、五邊、以上諸形。俱倣此。 
2. [When two sides of one figure together with two sides of another figure form antecedents and consequents in a proportion, the figures are reciprocally related. 
 
第二界
兩形之各兩邊線。互為前後率。相與為比例而等。為互相視之形。
甲乙丙丁、戊己庚辛、兩方形。其甲乙、乙丙、邊。與戊己、己庚、邊。相與為比例等。而彼此互為前、後。如甲乙與。戊己。若己庚與乙丙也。則此兩形為互相視之形。依顯壬癸子、丑寅卯、兩角形之壬子與丑寅。若丑卯與壬癸。或壬癸與丑寅。若丑卯與壬子。亦互相視之形也。 
3. A straight line is said to have been cut in extreme and mean ratio when, as the whole line is to the greater segment, so is the greater to the less. 
 
第三界
理分中末線者。一線兩分之。其全與大分之比例。若大分與小分之比例。(p. 二七九)
甲乙線。兩分之於丙。而甲乙與大分甲丙之比例。若大分甲丙與小分丙乙。此為理分中末線。其分法。見本卷三十題。而與二卷十一題理同名異。此線為用甚廣、至量體。尤所必須。十三卷諸題多賴之。古人目為神分線也。 
4. The height of any figure is the perpendicular drawn from the vertex to the base. 
 
第四界
度各形之高。皆以垂線之亘為度。
甲乙丙角形。從甲頂、向乙丙底。作甲庚垂線。卽甲庚為甲乙丙之高。又丁戊己角形。作丁辛垂線。卽丁辛為丁戊己之高。若兩形相視。兩垂線等。卽兩形之高、必等。如上兩形在兩平行線之內者是也。若以丙、己、為頂。以甲乙、丁戊、為底。則不等。自餘諸形之度高、俱倣此。(p. 二八○)
凡度物高。以頂底為界。以垂線為度。蓋物之定度。止有一。不得有二。自頂至底。垂線一而己。偏線無數也。 
A ratio is said to be compounded of ratios when the sizes of the ratios multiplied together make som (?ratio, or size).  A parallelogram not “filling” a line is a figure lesser than the line. If it has a surplus and the line is not enough, it is a figure greater than the line.1  
   
第五界
比例以比例相結者。以多比例之命數、相乘、除、而結為一比例之命數。
此各比例、不同理、而相聚為一比例者。則用相結之法。合各比例之命數。求首尾一比例之命數也。曷為比例之命數。謂大幾何、所倍於小幾何若干。或小幾何、在大幾何內若干也。如大幾何、四倍於小。或(p. 二八一)小幾何、為大四分之一。卽各以四為命比例之數也。五卷界 \\ 說三今言以彼多比例之命數、相乘、除、而結為此一比例之命數者。如十二倍之此比例。則以彼二倍、六倍、兩比例相結也。二六相乘為十二、故也。或以彼三倍、四倍、兩比例相結也。三四相乘亦十二、故也。又如三十倍之此比例。則以彼二倍、三倍、五倍、三比例相結也。二乘三為六、六乘五為三十、故也。其曰相結者。相結之理。蓋在中率。凡中率為前比例之後。後比例之前。故以二比例合為一比例。則中率為輳合之因。如兩爿合。此為之膠。如兩襟合。此為之紐矣。第五卷第十界、言數幾何為同理之比例。則第一與第三、為再加之比例。再加者。以前中二率之命數。再加為前後二率之命數。亦以中率為紐也。但彼所言者。多比例同理。故止以第一比例之命數累加之。此題所言。則不同理之多比例。不得以第一比例之命數累加之。故用此乘除相結之理。于不同理之中。求其同理。別為累加之法。其紐結之義。頗相類焉。下文仍發明借象(p. 二八二)之術、以需後用也。
五卷言多比例同理者。第一、與第三為再加。與第四為三加。與第五為四加。以至無窮。今此相結之理。亦以三率為始。三率。則兩比例相乘除、而中率為紐也。若四率。則先以前三率之兩比例、相乘除、而結為一比例。復以此初結之比例、與第三比例乘除、相結為一比例也。若五率。則先以前三率之兩比例、乘除相結。復以此再結之比例、與第三比例、乘除相結。又以三結之比例、與第四比例、乘除相結、為一比例也。或以第一第二第三率之兩比例、乘除相結。以第三第四第五之兩比例、乘除相結。又以此二所結比例、乘除相結、而為一比例也。自六以上。倣此以至無窮。
設三幾何、為二比例、不同理、而合為一比例。則以第一與二、第二與三、兩比例相結也。如上圖。三幾何、(p. 二八三)二比例。皆以大不等者。其甲乙與丙丁為二倍大丙丁與戊己為三倍大。則甲乙與戊己、為六倍大。二乘三為六也。若以小不等。戊己為第一。甲乙為第三。三乘二亦六。則戊己與甲乙、為反六倍大也。
甲乙與丙丁。旣二倍大。試以甲乙二平分之。為甲庚、庚乙。必各與丙丁等。丙丁與戊己。旣三倍大。而甲庚、庚乙、各與丙丁等。卽甲庚亦三倍大于戊己。庚乙亦三倍大於戊己。而甲乙必六倍大於戊己。

又如上圖。三幾何、二比例。前以大不等。後以小不等者。中率小于前後兩率也。其甲乙與丙丁、為三倍大。丙丁與戊己、為反二倍大。反二倍大者。丙 \\ 丁得戊己之半。卽甲乙與戊己、為等帶半。三乘半。得等帶半也。若以戊己為第一。甲乙為第三。反推之。半除三。為反等帶半也。
又如上圖。三幾何、二比例。前以小不等。後以大不等者。中率大於前後二率也。其甲乙與丙丁、為反二倍大。甲乙得丙 \\ 丁之半。丙丁與戊己、為等帶三分之一。卽甲乙與戊己、為反等帶半。甲乙得戊己 \\ 三分之二。何者。如甲乙二。卽丙丁當四。丙丁四。卽戊己當三。是甲乙二。戊己當三也。
後增。其乘除之法。則以命數三。帶得數一。為四。以半除之得二。二比三、為反等帶半也。若以戊己為第(p. 二八四)一。甲乙為第三。三比二、為等帶半也。
設四幾何、為三比例、不同理、而合為一比例。則以第一與二、第二與三、第三與四、三比例相結也。如上圖。甲、乙、丙、丁、四幾何、三比例。先依上論。以甲與乙、乙與丙、二比例、相結。為甲與丙之比例。次以甲與丙、丙與丁、相結。卽得甲與丁之比例也。如是遞結。可至無窮也。
或用此圖、申明本題之旨曰。甲與乙之命數為丁。乙與丙之命數為戊。卽甲與丙之命數為己。何者。三命數、以一丁、二戊、相乘得三己。卽三比例、以一甲與乙、二乙與丙、相乘得三甲與丙、
後增。若多幾何、各帶分、而多寡不。等者。當用通分法。如設前比例、為反五倍帶三之二。後比例、為二倍大帶八之一。卽以前命數三、通其五倍、為十五。得分數從之、為十七。是前比例為三與十七也。以後命數八、通其二倍、為十六。得分數從之、為十七。是後比例為十七與八也。卽首尾二幾何之比例。為三與八。得(p. 二八五)幾二倍大帶三之二也。
曷謂借象之術。如上所說、三幾何、二比例者。皆以中率為前比例之後。後比例之前。乘除相結。略如連比例之同用一中率也。而不同理。別有二比例異中率者。是不同理之斷比例也。無法可以相結。當于其所設幾何之外。別立三幾何、二比例、而同中率者。乘除相結。作為儀式。以彼異中率之四幾何、二比例。依倣求之。卽得。故謂之借象術也。假如所設幾何。十六為首。十二為尾。却云十六與十二之比例。若十六#八#廿四#十六#六#廿四#十六#六#廿四#三#九##九#三六##二#八#二#九##四#三六##四#八十二#四#十八#十二#二#十八#十二#九#十八十六#四#廿四#十六#四#廿四#十六#四#廿四#九#五四##二#十二##六#三六#六#五四##六#十二##二#三六十二#二#十八#十二#九#十八#十二#一#十八八與三、及二與四之比例。八為前比例之前。四為後比例之後。三與二、為前之後、後之前。此所謂異中率也。欲以此二比例、乘除相結。無法可通矣。用是別立三幾何、二比例。如其八與三、二與四、之比例。而務令同中率。如三其八、得二十四。為前比例之前。三其三、得九。為前比例之後。卽以九為後比例之前。又求九與何數為比例、若二與四。得十八。為後比例之後。其二十四與九。若八與三也。九與十八。若二與四也。則十六與十二。若二十四與十八。俱為等帶半之比例矣。是用借象之術。變異中率為同中率。乘除相結。而合二比例為一比例也。其三比例以上。亦如上方所說。展轉借象。遞結之。 詳見本卷二十三題。算家所用借象金法、雙金法、俱本此。  第六界
平行方形不滿一線。為形小于線。若形有餘。線不足。為形大于線。
甲乙線。其上作甲戊丁丙平行方形。不滿甲乙線。而丙乙上無形。卽作己乙線、與丁丙平行。次引戊丁線、遇己乙於己。是為甲戊己乙滿甲乙線平行方形。則甲丁為依甲乙線之有闕平行方形。而丙己平行方形為甲丁之闕形。又甲丙線上、作甲戊己乙平行方形。其甲乙邊、大于元設甲丙線之較、為丙乙、而甲己形、大于甲丙線上之甲丁形。則甲己為依甲丙線之帶餘平行方形。而丙己平行方形、為甲己之餘形。 

 
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