同底且在相同的二平行线之间的平行四边形面积相等。
设:平行四边形 ABCD 、平行四边形 ΕBCF 有共同的底边 BC 且在两平行线 AF、BC 之间。
求证:平行四边形 ABCD 的面积等于平行四边形 ΕBCF 的面积。
因为: ABCD 是平行四边形,所以 AD 等于 BC (命题I.34) 。
同理可得: ΕF 等于 BC 。
所以: AD 也就等于 ΕF (公理I.1) 。又, DΕ 是共用边,所以: AΕ 等于 DF (公理I.2) 。
而 AB 也等于 DC (命题I.34) ,所以: ΕA、AB 分别等于对应边 FD、DC ,∠ FDC 等于∠ ΕAB ,同位角相等 (命题I.29) 。所以:底边 ΕB 等于底边 FC ,三角形 ΕAB 全等于三角形 FDC (命题I.4) 。
令两三角形减去三角形 DGΕ ,于是,余下的梯形 ABGD 的面积等于余下的梯形 ΕGCF 的面积 (公理I.3) 。
令加上三角形 GBC ,所以:平行四边形 ABCD 的面积等于平行四边形 ΕBCF 的面积 (公理I.2) 。
所以:同底且在相同的二平行线之间的平行四边形面积相等。
证完
结
埃舍尔的数学兴趣在这件作品中表现得尤为突出,除了数学家,普通人很难对这个结构产生兴趣,它被称为三叶纽结,是最简单的纽结形式。所有的纽结都是针对三维空间曲线,在二维平面上不可能打成一个真正的纽结,埃舍尔的做法是赋予这条曲线复杂的外形,然后在平面上用严格的透视法再现这个结构。
本命题应用在接下来的两个命题以及命题XI.31中。