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命题III.1
给定一个圆可以找到它的圆心。
设:ABC为给定的圆。
现在要求找到ABC的圆心。
令:在圆内任作一条弦AB,作D平分AB。作DC,使之垂直于AB,延长DC至E,在CE上找到该线的平分点F(命题I.10、I.11)。
求证:F是圆ABC的圆心。
假设不是这样,而假定圆心是G,连接GA、GD、GB;
那么因为:AD等于DB,DG为共用,那么,AD、DG分别等于对应的BD、DG。
由于GA、GB皆为半径,所以:GA等于GB。所以:∠ADG等于∠GDB(定义I.15、I8)。
但是,当一条直线和另一条直线所成的邻角彼此相等时,它们每一个都是直角。所以,∠GDB是直角。
又因为∠FDB也是直角,所以:∠FDB等于∠GDB。大等于小。这是不可能的。
所以:点G不是圆ABC的圆心。
同样,也可以证明,除了F以外的任何点皆不是圆心。
所以:F是圆ABC的圆心。
所以:给定一个圆可以找到它的圆心。
证完
推论
以上的证明表明:如果一个圆中的一条弦垂直平分圆中的另一条弦,那么圆心一定位于这条弦上。