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命題XX 問題XII

命題XX 問題XII

對于給定的一個焦點,畫出類型給定的任意軌道,它通過給定的點,且與位置給定的直線相切。

情形1 給定焦點S,設要畫的軌道ABC經過兩點B,C。因為軌道的種類已給定,則主軸比焦點之間距離的比亦被給定。按照那個比取KB比BS,以及LC比CS。以中心B,C,間隔BK,CL畫兩個圓,且在直線LK上,它切這些圓于K和L,落下垂線SG,同一垂線在A和a被截,使得GA比AS和Ga比aS如同KB比BS,并由軸Aa,頂點A,a,軌道被畫出。我說圖已做出。因為若H為所畫圖形的另一個焦點,又由于GA比AS如同Ga比aS,由分比Ga-GA或Aa比aS-AS或SH按照相同的比,且因此按照要畫的圖形的主軸比其焦點之間的距離所具有的比;所以畫出的圖形與要畫的圖形的種類相同。又因KB比BS和LC比CS按照相同的比,這個圖形經過點B,C,由《圓錐截線》這是顯然的。

情形2 給定焦點S,要畫出一條軌道,它與兩直線TR,tr在某處相切。由焦點向切線上落下垂線ST,St,并延長它們至V,v,使得TV,tv[分別]等于TS,tS,Vv平分于O,并豎立無限的垂線OH,無限延長的直線VS在K和k被截,使得VK比KS和Vk比kS如同所要畫的軌道的主軸比其焦點之間的距離。在直徑Kk上畫圓截OH于H;并由焦點S,H,等于VH的主軸,軌道被畫出。我說圖已做出。因為平分Kk于X,并連結HX,HS,HV,Hv。因為VK比KS如同Vk比kS;并由合比,如同VK+Vk比KS+kS;再由分比,如同Vk-VK比kS-KS,亦即,如同2VX比2KX和2KX比2SX,因此,如同VX比HX和HX比SX,于是三角形VXH和HXS相似,且所以VH比SH如同VX比XH,因此,如同VK比KS。所以畫出的軌道的主軸VH比其焦點之間的距離SH的比,與所要畫的軌道的主軸比其焦點之間的距離所具有的比是相同的,因此是相同的種類。此外,由于VH,vH等于主軸,且VS,vS被直線TR,tr垂直平分,顯然(由引理XV)那些直線與所畫出的軌道相切。此即所作

情形3 給定焦點S,要畫出一條軌道,它與直線TR在給定的點R相切。在直線TR上落下垂線ST,延長它至V,使得TV等于ST。連接VR,無限延長的直線VS在K和k被截,使得VK比SK和Vk比Sk如同所要畫的軌道的主軸比其焦點之間的距離;且在直徑Kk上畫圓截延長的直線VR于H,并由焦點S,H,等于直線VH的主軸,軌道被畫出。我說圖已做出。因VH比SH如同VK比SK,因此如同所要畫的軌道的主軸比其焦點之間的距離,由第二種情形的證明,這是顯然的,所以所畫出的軌道與所要畫的軌道的種類是相同的,由于角VRS被直線TR平分,它與軌道在點R相切,由《圓錐截線》這是顯然的。此即所作

情形4 對于焦點S,現在要畫出軌道APB,它與直線TR相切,且經過切線外任意給定的點P,相似于以主軸ab和焦點s,h所畫的圖形apb。在切線TR上落下垂線ST,并延長它至V,使得TV等于ST。再作角hsq,shq等于角VSP,SVP;且以q為中心,以比ab如同SP比VS的間隔畫圓,截圖形apb于p。連結sp并引SH,它比sh如同SP比sp,構作角PSH等于角psh以及角VSH等于角psq。此后,由焦點S,H,和等于距離VH的主軸AB,圓錐截線被畫出。我說圖已做出。因為,如果引sv,它比sp如同sh比sq,構作角vsp等于角hsq以及角vsh等于角psq,三角形svh,spq是相似的,且所以vh比pq如同sh比sq,亦即(因三角形VSP與bsq相似)如同VS比SP或ab比pq。所以vh和ab相等。此外,由于三角形VSH與vsh相似,VH比SH如同vh比sh,亦即,現在所畫出的圓錐截線的軸比其焦點之間的間隔,如同軸ab比焦點之間的間隔sh;所以現在畫出的圖形與圖形apb相似。然而,這一圖形經過點P,因為三角形PSH相似于三角形psh;且因VH等于圖形的軸,又VS被直線TR垂直平分,此圖形與直線TR相切。此即所作

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