首先,我假设以上工作已经全部完成。为了避免线段太多使人混乱,我先把问题简化,即考虑以给定线段中的一条和所作线段中的一条 (比如 AB 和 BC ) 为主线段,然后对其余各条线段也参考这一方法。在图1-5中,设直线 AB 上点 A 与点 B 之间的线段为 x ,设 BC 为 y 。若任一给定线段皆不平行于这两条主线段,则将其延长至与两条主线段相交 (如有必要,这两条主线段也需延长) 。由此,如上节图中所示,其余给定线段交 AB 于点 A 、 E 、 G ,其余所作线段交 BC 于点 R 、 S 、 T 。
由于△
ARB
的所有角都是已知的
[12]
,则边
AB
与边
BR
的比值也可知
。如果我们令
AB
:
BR
=
z
:
b
,则由于
AB
=
x
,可得
;又因为点
B
在点
C
和点
R
之间,可得
(当点
R
在点
C
和点
B
之间时
,
;当
C
位于
B
和
R
之间时
,
)。又由于△
DRC
的三个角的度数已知
[13]
,则可以确定边
CR
与边
CD
的比值,记作
CR
:
CD
=
z
:
c
,由于
,可得
。接着,由于线段
AB
,
AD
,
EF
的位置是确定的,则点
A
与点
E
之间的距离已知。如果令
AE
=
k
,则
EB
=
k+x
;当点
B
位于点
E
和点
A
之间时,
EB
=
k
-
x
;当点
E
位于点
A
和点
B
之间时,
EB
=-
k
+
x
。现在,△
ESB
的所有角度已知,故
BE
和
BS
的比值也已知,记作
BE
:
BS
=
z
:
d
,那么,
,且
[14]
。当点
S
位于点
B
和点
C
之间时,
;当点
C
位于点
B
和点
S
之间时,
。同样,△
FSC
的所有角已知,故
CS
与
CF
的比值也已知,记作
CS
:
CF
=
z
:
e
。那么,
。同样地,设
AG
=
l
,则
BG
=
l
-
x
,在△
BGT
中,
BG
与
BT
的比值已知,记作
BG
:
BT
=
z
:
f
,则
,
。在△
TCH
中,
TC
与
CH
的比值已知,记作
TC
:
CH
=
z
:
g
[15]
,则可得,
。
因此可以看到,无论有多少条给定位置的线段,任何过点
C
与这些线段成给定角度的线段,其长度总是可以用三个项来表示。其中一项是由未知量
y
乘以或除以某一已知量组成的,一项是由未知量
x
乘以或除以某一已知量组成的,第三项由已知量组成
[16]
。对于给定线段平行于
AB
(此时没有含
x
的项)
或
CB
(此时没有含
y
的项)
的情况,则属于例外。这种情况很简单,不需要作进一步解释
[17]
。在所有能想象到的组合中,这些项的符号可以是
+
或-
。
还可以看到,在由一定数量的所作线段相乘得到的乘积中,任何含 x 或 y 的项的次数绝不会大于所有这些线段 (用 x 和 y 表示) 的数量。也就是说,如果两条线段相乘,没有一项的次数会大于2,如果三条线段相乘,没有一项的次数大于3,以此类推。
中世纪数学家尼克尔·奥里斯姆的天文学作品《球论》的第一页书影。