Sphaerica Theodosius of Bithynia Ernst Nizze Center for Hellenic Studies Published original versions of the electronic texts Open Greek and Latin Gregory Crane Leonard Muellner Bruce Robertson Brittany Hardy Center for Hellenic Studies Digital conversion and editing Abbie Kavouras Center for Hellenic Studies Digital conversion and editing Milo Knikerbocker Center for Hellenic Studies Digital conversion and editing Katia Krelits Center for Hellenic Studies Digital conversion and editing Terry Lahey Center for Hellenic Studies Digital conversion and editing Emma Pauly Center for Hellenic Studies Digital conversion and editing Campbell Rosener Center for Hellenic Studies Digital conversion and editing Charlotte Houghton Center for Hellenic Studies Digital editor Open Greek and Latin tlg1719.tlg001.1st1K-grc1.xml Available under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License urn:cts:greekLit:tlg1719.tlg001.1st1K-grc1 Theodosius of Bithynia Sphaericorum libros tres Ernst Nizze Berlin G. Reimer 1852 HathiTrust

Lace v. 0.6.21 copyright 2013-2020, Bruce Robertson, Dept. of Classics, Mount Allison University. Developed through the support of the NBIF.

The following text is encoded in accordance with EpiDoc standards and with the CTS/CITE Architecture

This pointer pattern extracts book, chapter, and section.

This pointer pattern extracts book and chapter.

This pointer pattern extracts book.

Greek Latin markup review initial markup of new file.
ΒΙΒΛΙΟΝ ΠΡΩΤΟΝ.
ΟΡΟΙ.

α′. Σφαῖρά ἐστι σχῆμα στερε ὸν ὑπὸ μιᾶς ἐπιφανείας περιεχόμενον, πρὸς ἣν, ἀφ’ ἑνὸς σημείου τῶν ἐντὸς τοῦ σχήματος κειμένων, πᾶσαι αἱ προσπίπτουσαι εὐθεῖαι ἴσαι ἀλλήλαις εἰσίν.

β′. Κέντρον δὲ τῆς σφαίρας τὸ τοιοῦτο σημεῖόν ἐστιν.

γ′. Ἄξων δὲ τῆς σφαίρας ἐστὶν εὐθεῖά τις διὰ τοῦ κέντρου ἠγμένη, καὶ περατουμένη ἐφ’ ἑκάτερα τὰ μέρη ὑπὸ τῆς ἐπιφανείας τῆς σφαίρας, περὶ ἣν μένουσαν εὐθεῖαν ἡ σφαῖρα στρέφεται.

δ′. Πόλοι δὲ τῆς σφαίρας εἰσὶ τὰ πέρατα τοῦ ἄξονος (α), δηλα δὴ τῆς διαμέτρου.

ε′. Κύκλου πόλος ἐν σφαίρᾳ ἐστὶ σημεῖον ἐπὶ τῆς ἐπιφανείας τῆς σφαίρας, ἀφ’ οὗ πᾶσαι προσπίπτουσαι εὐθεῖαι πρὸς τὴν τοῦ κύκλου περιφέρειαν ἴσαι ἀλλήλαις εἰσίν.

Ϛ′. Ἐπίπεδον πρὸς ἐπίπεδ ον ὁμοίως κεκλίσθαι λέγεται, καὶ ἕτερον πρὸς ἕτερον, ὅταν τῇ κοινῇ τομῇ τῶν ἐπιπέδων αἱ πρὸς ὀρθὰς ἀγόμεναι εὐθεῖαι ἐν ἑκατέρῳ τῶν ἐπιπέδων πρὸς τοῖς αὐτοῖς σημείοις ἴσας γωνίας περιέχωσιν.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ α′. ΘΕΩΡΗΜΑ.

Ἐὰν σφαιρικὴ ἐπιφάνεια ἐπιπέδῳ τινὶ τμηθῇ, ἡ γενομένη ἐν τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας γραμμὴ κύκλου περιφέρειά ἐστιν.

Σφαιρικὴ γὰρ ἐπιφάνεια ἐπιπέδῳ τινὶ τετμήσθω, ποιείσθω δὲ καὶ ἐν τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας τὴν ΑΒΓ γραμμήν· λέγω, ὅτι ἡ ΑΒΓ γραμμὴ κύκλου περιφέρειά ἐστιν.

Εἰ μὲν οὖν τὸ τέμνον ἐπίπεδον διὰ τοῦ κέντρου ἐστὶ τῆς σφαίρας· φανερὸν, ὅτι ἡ ΑΒΓ γραμμὴ κύκλου περιφέρειά ἐστιν· αἱ γὰρ ἀπὸ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας πρὸς τὴν ἐπιφάνειαν προσπίπτουσαι ἴσαι ἀλλήλαις εἰσί καί ἐστιν ἡ ΑΒΓ γραμμὴ ἐν τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας, ὥστε αἱ ἀπὸ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας πρὸς τὴν ΑΒΓ γραμμὴν προσπίπτουσαι ἴσαι ἀλλήλαις εἰσί. καὶ ὑπόκειται τὸ ΑΒΓ ἐπίπεδον διὰ κέντρου τῆς σφαίρας ὄν· ὥτε ἡ ΑΒΓ γραμμὴ κύκλου περιφέρειά ἐστιν, ἧς κέντρον τὸ αὐτὸ, ὃ καὶ τῆς σφαίρας.

Πόρισμα α′. Καὶ ἐκ τούτου φανερὸν, ὅτι τοῦ διὰ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ὄντος κύκλου τὸ αὐτὸ κέντρον ἐστὶ καὶ τῆς σφαῖρας (α).

Ἀλλὰ δὴ μὴ ἔστω τὸ τέμνον ἐπίπεδον διὰ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας, τὸ δὲ κέντρον τῆς σφαίρας ἔστω τὸ Δ σημεῖον· καὶ ἀπὸ τοῦ Δ σημείου ἐπὶ τὸ τέμνον ἐπίπεδον κάθετος ἤχθω ἡ ΔΕ, καὶ συμβαλλέτω τῷ ἐπιπέδῳ κατὰ τὸ Ε σημεῖον, καὶ προσπιπτέτωσαν ἀπό του Ε σημείου πρὸς τὴν ΑΒΓ γραμμὴν εὐθεῖαι αἱ ΕΑ, ΕΒ, καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΔΑ, ΔΒ.

Καὶ ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ ΑΔ τῇ ΔΒ, καὶ τῷ μὲν ἀπὸ τῆς ΑΔ ἴσα τὰ ἀπὸ ΑΕ, ΕΔ, τῷ δὲ ἀπὸ τῆς ΔΒ ἴσα τὰ ἀπὸ τῶν ΒΕ, ΕΔ, ὀρθὴ γάρ ἐστιν ἑκατέρα τῶν πρὸς τῷ Ε γωνιῶν· τὰ ἄρα ἀπὸ τῶν ΑΕ, ΕΔ ἴσα ἐστὶ τοῖς ἀπὸ τῶν ΒΕ, ΕΔ κοινὸν ἀφῃρήσθω τὸ ἀπὸ τῆς ΔΕ, ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΑΕ τῇ ΕΒ.

Ὁμοίως δὴ b δείξομεν, ὅτι καὶ πᾶσαι αἱ ἀπὸ τοῦ Ε πρὸς τὴν ΑΒΓ γραμμὴν προσπίπτουσαι ἴσαι ἀλλήλαις εἰσίν· ἡ ἄρα ΑΒΓ γραμμὴ κύκλου περιφέρειά ἐστιν, ἧς κέντρον τὸ Ε.

Πόρισμα β′. Ἐκ δὴ c τούτου φανερὸν, ὅτι ἐὰν ᾖ ἐν σφαίρᾳ κύκλος, ἡ ἀπὸ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ἐπ’ αὐτὸν κάθε τος ἀγομένη ἐπὶ τὸ κέντρον πεσεῖται τοῦ κύκλου.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ β′. ΠΡΟΒΛΗΜΑ.

Τῆς δοθείσης σφαίρας τὸ κέντρον εὑρεῖν.

Ἔστω δοθεῖσα σφαῖρα, δεῖ δὲ τὸ αὐτῆς κέντρον εὑρεῖν.

Τετμήσθω ἡ δοθεῖσα σφαῖρα ἐπιπέδῳ τινὶ, ποιήσει δὲ τομὴν κύκλον. Ποιείτω τὸν ΑΒΓ, καὶ εἰλήφθω αὐτοῦ τὸ κέντρον, καὶ ἔστω τὸ Δ σημεῖον, καὶ ἀπὸ τοῦ Δ σημείου τῷ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπιπέδῳ πρὸς ὀρθὰς ἀνεστάτω ἡ ΔΕ, καὶ ἐκβεβλήσθω καὶ συμβαλλέτω τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας κατὰ τὰ Ε, Ζ, καὶ τετμήσθω ἡ ΕΖ δίχα κατὰ τὸ Η σημείον· λέγω, ὅτι τὸ Η σημεῖον κέντρον ἐστὶ τῆς σφαίρας.

Μὴ γὰρ, ἀλλ’, εἰ δυνατὸν, ἔστω τὸ Θ, καὶ ἀπὸ τοῦ Θ ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον κάθετος ἤχθω, καὶ συμβαλλέτω τῷ ἐπιπέδῳ κατὰ τὸ Κ σημεῖον· τὸ ἄρα Κ σημεῖον κέντρον ἐστὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου· ἀλλὰ καὶ τὸ Δ, ὅπερ ἐστὶν ἀδύνατον· οὐκ ἄρα τὸ Θ σημεῖον κέντρον ἐστὶ τῆς σφαίρας. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι οὐδὲ ἄλλο πλὴν τὸ Η. Τὸ Η ἄρα σημεῖον κέντρον ἐστὶ τῆς σφαίρας.

Πόρισμα. Ἐκ δὴ a τούτου φανερὸν, ὅτι ἐὰν ᾖ ἐν σφαίρᾳ κύκλος, ἀπὸ δὲ τοῦ κέντρου αὐτοῦ τῷ ἐπιπέδῳ αὐτοῦ πρὸς ὀρθὰς εὐθεῖα ἀνασταθῇ, ἐπὶ τῆς ἀνασταθείσης τὸ κέντρον ἐστὶ τῆς σφαίρας.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ γ′. ΘΕΩΡ.

Σφαῖρα ἐπιπέδου μὴ τέμνοντος οὐχ b ἅπτεται κατὰ πλείονα σημεῖα, ἢ ἕν.

Εἰ γὰρ δυνατὸν, σφαῖρα ἐπιπέδου μὴ τέμνοντος ἁπτέσθω κατὰ πλείονα σημεῖα τὰ Α, Β. καὶ εἰλήφθω τὸ κέντρον τῆς σφαίρας τὸ Γ σημεῖον, καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΑΓ, ΒΓ, καὶ ἐκβεβλήσθω τὸ διὰ τῶν ΑΓ, ΒΓ ἐπίπεδον· τομὴν δὴ ποιήσει ἐν μὲν τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας κύκλου περιφέρειαν, ἐν δὲ τῷ ἐπιπέδῳ εὐθεῖαν. Ποιείτω οὖν ἐν μὲν τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας τὸν ΔΑΒ κύκλον, ἐν δὲ τῷ ἐπιπέδῳ εὐθεῖαν τὴν ΕΑΒΖ.

Καὶ ἐπεὶ τὸ ἐπίπεδον οὐ τέμνει τὴν σφαῖραν, ἔστι δὲ ἐν μὲν τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας ὁ κύκλος, ἐν δὲ τῷ ἐπιπέδῳ ἡ εὐθεῖα, οὐδὲ τὸν ΔΑΒ κύκλον ἄρα τέμνει ἡ ΕΑΒΖ εὐθεῖα. Ἐπεὶ οὖν κυκλου τοῦ ΔΑΒ ἐπὶ τῆς περιφερείας εἴληπται δύο σημεῖα τυχόντα τὰ Α, Β, ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Α ἐπὶ τὸ Β ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἐντὸς πεσεῖται τοῦ κύκλου ΔΑΒ, ἀλλὰ καὶ ἐκτός· ὅπερ ἐστὶν ἀδύνατον. Σφαῖρα ἄρα ἐπιπέδου μὴ τέμνοντος οὐχ ἅψεται κατὰ πλείονα σημεῖα, ἢ ἕν.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ δ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν σφαῖρα ἐπιπέδου ἅπτηται μὴ τέμνοντος, ἡ ἀπὸ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ἐπὶ τὴν ἁφὴν ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα κάθετός ἐστιν ἐπὶ τὸ ἐπίπεδον.

Σφαῖρα γὰρ ἐπιπέδου τινὸς ἁπτέσθω μὴ τέμνοντος κατὰ τὸ Α σημεῖον, καὶ εἰλήφθω τὸ κέντρον τῆς σφαίρας τὸ Β σημεῖον, καὶ ἐπεζεύχθω ἡ ΒΑ λέγω, ὅτι ὀρθή ἐστι πρὸς τὸ ἐπίπεδον.

Ἐκβεβλήσθω γὰρ διὰ τῆς ΑΒ ἐπίπεδον, τομὴν δὲ ποιήσει ἐν μὲν τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας κύκλον, ἐν δὲ τῷ ἐπιπέδῳ εὐθεῖαν. Ποιείτω οὖν ἐν μὲν τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας τὸν ΑΓΔ κύκλον, ἐν δὲ τῷ ἐπιπέδῳ τὴν ΕΑΖ εὐθεῖαν. Πάλιν δὲ διὰ τῆς ΑΒ ἕτερον ἐπίπεδον ἐκβεβλήσθω, καὶ ποιείτω τὴν τομὴν ἐν μὲν τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας τὸν ΑΘ κύκλον, ἐν δὲ τῷ ἐπιπέδῳ τὴν ΚΑΛ εὐθεῖαν.

Καὶ ἐπεὶ τὸ ἐπίπεδον ἐφάπτεται τῆς σφαίρας, καὶ ἡ ΕΑΖ ἄρα εὐθεῖα ἐφάπτεται τοῦ ΑΓΔ κύκλου. Ἐπεὶ οὖν κύκλου τοῦ ΑΓΔ ἐφάπτεταί τις εὐθεῖα ἡ ΕΑΖ κατὰ τὸ Α σημεῖον, ἀπὸ δὲ τοῦ Α ἐπὶ τὸ κέντρον ἐπέζευκται ἡ ΑΒ, ἡ ΑΒ ἄρα κάθετός ἐστιν ἐπὶ τὴν ΕΑΖ, καὶ φανερὸν, ὅτι τὸ Β σημεῖον κέντρον ἐστὶ τοῦ ΑΓΔ κύκλου, ἐπειδήπερ ἐκβέβληται διὰ τῆς ΒΑ, οὔσης ἐκ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας, ἐπίπεδον τὸ τοῦ ΑΓΔ κύκλου. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἐπὶ τὴν ΚΑΛ κάθετός ἐστιν ἡ ΒΑ. Ἐπεὶ οὖν εὐθεῖα ἡ ΒΑ δύο εὐθείαις ταῖς ΕΖ, ΚΛ τεμνούσαις ἀλλήλας ἐπὶ τῆς τομῆς ὀρθὴ ἐφέστηκε, καὶ τῷ δι’ αὐτῶν .ἄρα ἐπιπέδῳ πρὸς ὀρθάς ἐστιν ἡ ΒΑ. Τὸ δὲ διὰ τῶν ΕΖ, ΚΛ ἐπίπεδόν ἐστι τὸ ἐφαπτόμενον· ἡ ΑΒ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸ ἐφαπτόμενον ἐπίπεδον τῆς σφαίρας.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ε′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν σφαῖρα ἐπιπέδου ἅπτηται μὴ τέμνοντος, ἀπὸ δὲ τῆς ἁφῆς τῷ ἐπιπέδῳ πρὸς ὀρθὰς ἀνασταθῇ εὐθεῖα, ἐπὶ τῆς ἀνασταθείσης ἔσται τὸ κέντρον τῆς σφαίρας.

Σφαῖρα γὰρ ἐπιπέδου ἁπτέσθω μὴ τέμνοντος κατὰ τὸ Α σημεῖον, καὶ ἀνεστάτω ἀπὸ τοῦ Α σημείου τῷ ἐπιπέδῳ πρὸς ὀρθὰς ἡ ΑΒ· λέγω, ὅτι ἐπὶ τῆς ΑΒ ἐστι τὸ κέντρον τῆς σφαίρας.

Μὴ γὰρ, ἀλλ’, εἰ δυνατὸν, ἔστω τὸ Γ, καὶ ἐπεζεύχθω ἡ ΓΑ.

Ἐπεὶ οὖν σφαῖρα ἐπιπέδου ἅπτεται μὴ τέμνοντος κατὰ τὸ Α σημεῖον, ἀπὸ δὲ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ἐπὶ τὴν ἁφὴ ἐπέζευκται ἡ ΓΑ, ἡ ΓΑ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸ ἐπίπεδον· ἔστι δὲ καὶ ἡ ΒΑ ὀρθὴ πρὸς τὸ αὐτὸ ἐπίπεδον· ἀπὸ τοῦ αὐτοῦ ἄρα σημείου τοῦ Α τῷ αὐτῷ ἐπιπέδῳ ὑποκειμένῳ δύο πρὸς ὀρθὰς ἀνιστάμεναί εἰσιν αἱ ΑΒ, ΑΓ εὐθεῖαι, ὅπερ ἐστὶν ἀδύνατον· οὐκ ἄρα τὸ Γ σημεῖον κέντρον ἐστὶ τῆς σφαίρας. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι οὐδὲ ἄλλο, πλὴν τὸ ἐπὶ τῆς ΒΑ. Ἐπὶ τῆς ΒΑ ἄρα ἐστὶ τὸ κέντρον τῆς σφαίρας.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ϛ′. Α. ΘΕΩΡ.

Τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ κύκλων οἱ μὲν διὰ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας μέγιστοί εἰσι· τῶν δ’ ἄλλων οἱ μὲν ἴσον ἀπέχοντες ἑκατέρωθεν τοῦ κέντρου ἴσοι εἰσὶν, οἱ δὲ μεῖζον ἐλάσσονες.

Ἔστωσαν ἐν σφαίρᾳ κύκλοι οἱ ΑΒ, ΓΔ, ΕΖ, καὶ ὁ μὲν ΓΔ ἔστω διὰ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας, οἱ δὲ ΑΒ, ΕΖ πρότερον ἴσον ἀπεχέτωσαν ἀπὸ τοῦ κέντρου· λέγω, ὅτι μέγιστος μέν ἐστιν ὁ ΓΔ, ἴσοι δέ εἰσιν οἱ ΑΒ, ΕΖ.

Εἰλήφθω γὰρ τὸ κέντρον τῆς σφαίρας τὸ Η σημεῖον, τὸ αὐτὸ ἄρα ἐστὶ καὶ τοῦ ΓΔ κύκλου· καὶ ἤχθωσαν ἀπὸ τοῦ Η σημείου ἐπὶ τῶν ΑΒ, ΕΖ κύκλων ἐπίπεδα κάθετοι αἱ ΗΘ, ΗΚ, καὶ συμβαλλέτωσαν τοῖς τῶν κύκλων ἐπιπέδοις κατὰ τὰ Θ , Κ σημεῖα· τὰ Θ, Κ ἄρα σημεῖα κέντρα ἐστὶ τῶν ΑΒ, ΕΖ κύκλων. Ἐκβεβλήθωσαν ἀπὸ τῶν Θ, Η, Κ ἐπὶ τοὺς κύκλους εὐθεῖαι αἱ ΘΛ, ΗΜ, ΚΝ, καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΗΛ, ΗΝ.

Καὶ ἐπεὶ ἡ ΗΘ ὀρθή ἐστι πρὸς τὸ τοῦ a ΑΒ κύκλου ἐπίπεδον, καὶ πρὸς πάσας ἄρα τὰς ἁπτομένας αὐτῆς, καὶ οὔσας ἐν τῷ τοῦ ΑΒ κύκλου ἐπιπέδῳ, ὀρθὰς γωνίας ποιεῖ. Ἄπτεται δὲ αὐτῆς ἡ ΘΛ, οὖσα ἐν τῷ ΑΒ ἐπιπέδῳ, ὀρθὴ ἄρα ἐστὶν ἡ ὑπὸ ΛΘΗ γωνία. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ὑπὸ ΗΚΝ ὀρθή ἐστι. Καὶ ἐπεὶ ὀρθή ἐστιν ἡ ὐπὸ ΗΟΛ, ἐλάσσων ἄρα ἐστὶν ὀρθῆς ἡ ὑπὸ ΛΗΘ· μείζων ἄρα ἐστὶν ἡ ὑπὸ ΛΘΗ τῆς ὑπὸ ΛΗΘ, πλευρὰ ἄρα ἡ ΛΗ πλευρᾶς τῆς ΛΘ ἐστὶ μείζων. Καί ἐστιν ἡ ΛΗ τῇ ΗΜ ἴση, διὰ τὸ, τὸ Η σημεῖον κέντρον εἶναι τῆς σφαίρας, καὶ προσπεπτωμέναι ἀπ’ αὐτοῦ πρὸς τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας τὰς ΛΗ, ΗΜ· καὶ ἡ ΗΜ ἄρα τῆς ΛΘ μείζων ἐστί. Καὶ ἡ μὲν ΗΜ ἐκ τοῦ κέντρου τοῦ ΓΔ κύκλου, ἡ δὲ ΛΘ ἐκ τοῦ κέντρου τοῦ ΑΒ κύκλου· μείζων ἄρα ἐστὶν ὁ ΓΔ κύκλος τοῦ ΑΒ κύκλου. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ πάντων τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ κύκλων καὶ μὴ ὄντων διὰ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας.

Λέγω δὴ, ὅτι καὶ οἱ ΑΒ, ΕΖ κύκλοι εἰσὶν ἴσοι. Ἐπεὶ γὰρ οἱ ΑΒ, ΕΖ κύκλοι ἴσον ἀπέχουσιν ἀπὸ τοῦ κένπρου τῆς σφαίρας, ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΗΘ τῇ ΗΚ· καὶ ἐπεὶ τὸ Η σημεῖον κέντρον ἐστὶ τῆς σφαίρας, ἴση ἐστὶν ἡ ΗΛ τῇ ΗΝ, ἴσον ἄρα τὸ ἀπὸ τῆς ΛΗ τῷ ἀπὸ τῆς ΗΝ· ἀλλὰ τῷ μὲν ἀπὸ τῆς ΛΗ ἴσα ἐστὶ τὰ ἀπὸ τῶν ΛΘ, ΘΗ, τῷ δὲ ἀπὸ τῆς ΗΝ ἴσα ἐστὶ τὰ ἀπὸ τῶν ΗΚ, ΚΝ, καὶ τὰ ἀπὸ τῶν ΛΘ, ΘΗ ἄρα ἴσα ἐστὶ τοῖς ἀπὸ τῶν ΗΚ, ΚΝ, ὧν τὸ ἀπὸ τῆς ΘΗ ἴσον ἐστὶ τῷ ἀπὸ τῆς ΗΚ· λοιπὸν ἄρα τὸ ἀπὸ τῆς ΘΛ λοιπῷ τῷ ἀπὸ τῆς ΚΝ ἴσον ἐστὶν, ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΘΛ τῇ ΚΝ. Καί ἐστιν ἡ μὲν ΘΛ ἐκ τοῦ κέντρου τοῦ ΑΒ κύκλου, ἡ δὲ ΚΝ ἐκ τοῦ κέντρου τοῦ ΕΖ κύκλου, ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ἐκ τοῦ κέντρου τοῦ ΑΒ τῇ ἐκ τοῦ κέντρου τοῦ ΕΖ κύκλου, ἴσος ἄρα ὁ ΑΒ κύκλος τῷ ΕΖ κύκλῳ.

Ἀλλὰ δὴ πάλιν μεῖζον ἀπεχέτω ὁ ΑΒ κύκλος τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ἤπερ ὁ ΕΖ· λέγω, ὅτι ἐλάσσων ἐστὶν ὁ ΑΒ κύκλος τοῦ ΕΖ κύκλου.

Τῶν γὰρ αὐτῶν κατασκευασθέντων ἐπεὶ μεῖζον ἀπέχει ἀπὸ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ὁ ΑΒ κύκλος, ἤπερ ὁ ΕΖ, μείζων ἄρα ἐστὶν ἡ ΘΗ τῆς ΗΚ. Καὶ ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ ΗΛ τῇ ΗΝ, τὸ γὰρ Η σημεῖον κέντρον ἐστὶ τῆς σφαίρας, καὶ τὰ Λ, Ν πρὸς τῇ ἐπιφανείᾳ· ἴσον ἄρα ἐστὶ a τὸ ἀπὸ τῆς ΗΛ τῷ ἀπὸ τῆς ΗΝ, τοῦτ’ ἔστι, τὰ ἀπὸ τῶν ΛΘ, ΘΗ τοῖς ἀπὸ τῶν ΗΚ, ΚΝ, ὧν τὸ ἀπὸ τῆς ΘΗ τοῦ ἀπὸ τῆς ΚΗ μεῖζόν ἐστι· λοιπὸν ἄρα τὸ ἀπὸ τῆς ΛΘ λοιποῦ τοῦ ἀπὸ τῆς ΝΚ ἔλασσόν ἐστιν, ἐλάττων ἄρα ἐστὶν ἡ ΛΘ τῆς ΝΚ. Καί ἐστιν ἡ μὲν ΘΛ ἐκ τοῦ κέντρου τοῦ ΑΒ κύκλου, ἡ δὲ ΝΚ ἐκ τοῦ κέντρου τοῦ ΕΖ κύκλου· Καὶ ὁ ΑΒ ἄρα κύκλος ἐλάττων ἐστὶ τοῦ ΕΖ κύκλου.

Τῶν ἄρα ἐν τῇ σφαίρᾳ κύκλων οἱ μὲν διὰ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας μέγιστοί εἰσι, τῶν δὲ ἄλλων οἱ μὲν ἴσον ἀπέχοντες ἀπὸ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ἴσοι εἰσὶν, οἱ δὲ μεῖζον ἐλάσσονες.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ϛ′. Β. ΘΕΩΡ. a.

Δείξομεν δ’ ἀντιστρόφως, ὅτι τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ κύκλων οἱ μὲν μέγιστοι διὰ τοῦ κέντρου εἰσὶ τῆς σφαίρας, τῶν δὲ ἄλλων οἱ μὲν ἴσοι ἴσον ἑκατέρωθεν ἀπέχουσιν ἀπὸ τοῦ κέντρου, οἱ δὲ ἐλάσσονες μεῖζον.

Τῶν γὰρ αὐτῶν κατασκευασθέντων ἔστω ὁ ΓΔ κύκλος μέγιστος· λέγω, ὅτι ἔσται διὰ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας.

Εἰ γὰρ δυνατὸν, ἔστω μὴ διὰ τοῦ κέντρου. Καὶ ἐπεὶ ἐδείχθη, ὅτι ὁ διὰ τοῦ κέντρου μείζων ἐστὶ πάντων τῶν μὴ διὰ τοῦ κέντρου κύκλων, ὁ ἄρα διὰ τοῦ κέντρου μείζων ἔσται τοῦ ΓΔ· ὁ ἅρα ΓΔ κύκλος οὐκ ἔσται μέγιστος, ὅπερ ἄτοπον, ὑπόκειται γὰρ μέγιστος· ὁ ἄρα ΓΔ κύκλος μέγιστος διὰ τοῦ κέντρου ἐστὶ τῆς σφαίρας.

Πάλιν ἔστωσαν οἱ ΑΒ, ΕΖ κύκλοι ἴσοι· λέγω, ὅτι ἴσον ἀπέχουσι τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας.

Ἐπεὶ γὰρ ἴσοι εἰσὶν, ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΘΛ τῇ ΚΝ ἴση δὲ καὶ ἡ ΗΛ τῇ ΗΝ, καὶ τὸ μὲν ἀπὸ τῆς ΗΛ ἴσον ἐστὶ τοῖς ἀπὸ τῶν ΛΘ, ΟΗ, τὸ δὲ ἀπὸ τῆς ΗΝ ἴσον ἐστὶ τοῖς ἀπὸ τῶν ΗΚ, ΚΝ, τὸ δὲ ἀπὸ τῆς ΛΘ ἴσον τῷ ἀπὸ τῆς ΝΚ· λοιπὸν ἄρα τὸ ἀπὸ τῆς ΗΘ λοιπῷ τῷ ἀπὸ τῆς ΗΚ ἴσον ἐστὶν, ἡ ἄρα ΘΗ τῇ ΗΚ ἴση ἐστίν. Ἴσον ἄρα ἀπέχουσι τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας οἱ ἴσοι κύκλοι.

Ἀλλὰ δὴ πάλιν ἐλάσσων ἔστω ὁ ΑΒ κύκλος τοῦ ΕΖ κύκλου· λέγω, ὅτι μεῖζον ἀπέχει ἀπὸ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ὁ ΑΒ κύκλος ἤπερ ὁ ΕΖ.

Ἐπεὶ γὰρ ἐλάσσων ἐστὶν ὁ ΑΒ τοῦ ΖΕ, ἡ ἄρα ΘΛ τῆς ΚΝ ἐστιν ἐλάσσων· καί ἐπεὶ τὸ ἀπὸ τῆς ΗΑ τοῖς ἀπὸ τῶν ΛΘ, ΘΗ ἴσον ἐστὶ, τὸ δὲ ἀπὸ τῆς ΗΝ τοῖς ἀπὸ τῶν ΝΚ, ΚΗ, τὰ ἄρα ἀπὸ τῶν ΛΘ, ΘΗ τοῖς ἀπὸ τῶν ΝΚ, ΚΗ ἴσα ἐστὶν, ὧν τὸ ἀπὸ τῆς ΛΘ ἔλασσόν ἐστι τοῦ ἀπὸ τῆς ΝΚ· λοιπὸν ἄρα τὸ ἀπὸ τῆς ΘΗ τοῦ ἀπὸ τῆς ΗΚ μεῖζον· ἡ ἄρα ΘΗ τῆς ΗΚ μείζων ἐστίν. Οἱ ἄρα ἐλάσσονες κύκλοι μεῖζον ἀπέχουσιν ἀπὸ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ζ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ᾖ ἐν σφαίρᾳ κύκλος, ἀπὸ δὲ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ἐπὶ τὸ κέντρον αὐτοῦ ἐπιζευχθῇ τις εὐθεῖα, ἡ ἐπιζευχθεῖσα ὀρθή ἐστι πρὸς τόν κύκλον.

Ἔστω ἐν σφαίρᾳ κύκλος ὁ ΑΒΓΔ, καὶ τὸ μὲν κέντρον τῆς σφαίρας ἔστω τὸ Ε σημεῖον, τὸ δὲ τοῦ κύκλου τὸ Ζ, καὶ ἐπεζεύχθω ἡ ΕΖ· λέγω, ὅτι ἡ ΕΖ ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΑΒΓΔ κύκλον.

Διήχθωσαν γὰρ διὰ τοῦ κέντρου τοῦ κύκλου αἱ ΑΖΓ, ΒΖΔ, καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΒΕ, ΕΔ.

Καὶ ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ ΒΖ τῇ ΖΔ, κοινὴ δὲ ἡ ΕΖ. δύο δὴ αἱ ΒΖ, ΖΕ δυσὶ ταῖς ΔΖ, ΖΕ ἴσαι εἰσὶν ἑκατέρα ἑκατέρᾳ, καὶ βάσις ἡ ΒΕ βάσει τῇ ΕΔ ἐστὶν ἴση, τὸ γὰρ Ε σημεῖον κέντρον ἐστὶ τῆς σφαίρας, καὶ τὰ Β, Δ πρὸς τῇ ἐπιφανείᾳ· γωνία ἄρα ἡ ὑπὸ ΒΖΕ γωνίᾳ τῇ ὑπὸ ΔΖΕ ἐστν ἴση, Ὅταν δέ εὐθεῖα ἐπ’ εὐθεῖαν σταθεῖσα τὰς ἐφεξῆς γωνίας ἴσας ἀλλήλαις ποιῇ, ὀρθή ἐστιν ἑκατέρα τῶν ἴσων γωνιῶν· ὀρθὴ ἄρα ἐστὶν ἑκατέρα τῶν ὑπὸ ΒΖΕ, ΔΖΕ, ἡ ΕΖ ἄρα τῇ ΒΔ ἐστὶ πρὸς ὀρθάς. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ τῇ ΑΓ, ἐπιζευχθεισῶν τῶν ΑΕ, ΓΕ. Ἐπεὶ οὖν εὐθεῖα ἡ ΕΖ δυσὶν εὐθείαις ταῖς ΑΓ, ΒΔ, τεμνούσαις ἀλλήλας, ἐπὶ τῆς τομῆς πρὸς ὀρθὰς ἐφέστηκε, καὶ τῷ διὰ τῶν ΑΓ, ΒΔ ἐπιπέδῳ ὀρθή ἐστι. Τὸ δὲ διὰ τῶν ΑΓ, ΒΑ ἐπίπεδόν ἐστιν ὁ ΑΒΓΔ κύκλος· καὶ ἡ ΕΖ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἐπίπεδον.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ η′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ᾖ ἐν σφαίρᾳ κύκλος, ἀπὸ δὲ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ἐπ’ αὐτὸν κάθετος ἀχθῇ καὶ ἐκβληθῇ ἐπ’ ἀμφότερα a τὰ μέρη· ἐπὶ τοὺς πόλους πεσεῖται τοῦ κύκλου.

Ἔστω ἐν σφαίρᾳ κύκλος ὁ ΑΒΓ, καὶ εἰλήφθω τὸ κέντρον τῆς σφαίρας τὸ Δ σημεῖον, καὶ ἤχθω ἀπὸ τοῦ Δ σημείου ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον κάθετος ἡ ΔΕ, καὶ συμβαλλέτω τῷ ἐπιπέδῳ κατὰ τὸ Ε σημεῖον· τὸ Ε ἄρα σημεῖον κέντρον ἐστὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου. Καὶ ἐκβεβλήσθω ἡ ΔΕ ἐπ’ ἀμφότερα τὰ μέρη, καὶ συμβαλλέτω τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας κατὰ τὰ Ζ, Η σημεῖα· λέγω, ὅτι τὰ Ζ, Η σημεῖα πόλοι εἰσὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου.

Διήχθωσαν γὰρ αἱ ΑΕΓ, ΒΕΘ, καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΑΖ, ΖΓ, ΑΗ, ΗΓ.

Καὶ ἐπεὶ ἡ ΖΕ ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον· καὶ πρὸς πάσας ἄρα τὰς ἁπτομένας αὐτῆς εὐθείας, καὶ οὔσας ἐν τῷ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπιπέδῳ, ὀρθὰς ποιήσει γωνίας· ὀρθὴ ἄρα ἐστὶν ἑκατέρα τῶν ὑπὸ ΖΕΑ, ΖΕΓ, ΖΕΒ, ΖΕΘ γωνιῶν. Καὶ ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ ΑΕ τῇ ΕΓ, κοινὴ δὲ καὶ πρὸς ὀρθὰς ἡ ΕΖ· βάσις ἄρα ἡ ΑΖ βάσει τῇ ΓΖ ἐστιν ἴση. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ πᾶσαι αἱ ἀπὸ τοῦ Ζ σημείου πρὸς τὴν ΑΒΓ περιφέρειαν προπίπτουσαι εὐθεῖαι ἴσαι ἀλλήλαις εἰσίν· τὸ Ζ ἄρα σημεῖον πόλος ἐστὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ τὸ Η σημεῖον πόλος ἐστὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου· τὰ Ζ, Η ἄρα σημεῖα πόλοι εἰσὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου. Ἐὰν ἄρα ᾖ ἐν σφαίρᾳ κύκλος, ἀπὸ δὲ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας καὶ τὰ ἑξῆς.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ θ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ᾖ ἐν σφαίρᾳ κύκλος, ἀπὸ δέ τινος τῶν πόλων αὐτοῦ ἐπ’ αὐτὸν κάθετος εὐθεῖα γραμμὴ ἀχθῇ· ἐπὶ τὸ κέντρον πεσεῖται τοῦ κύκλου, καὶ προσεκβαλλομένη ἐπὶ τὸν ἕτερον πόλον πεσεῖται τοῦ κύκλου.

Ἔστω ἐν σφαίρᾳ κύκλος ὁ ΑΒΓ, ἀπὸ δέ τινος τῶν πόλων αὐτοῦ τοῦ Δ κάθετος ἤχθω ἐπ’ αὐτὸν ἡ ΔΕ, καὶ συμβαλλέτω τῷ τοῦ κύκλου ἐπιπέδῳ κατὰ τὸ Ε σημεῖον, καὶ ἐκβεβλήσθω, καὶ συμβαλλέτω τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας κατὰ τὸ Ζ σημεῖον· λέγω, ὅτι τὸ μὲν Ε σημεῖον κέντρον ἐστὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου, τὸ δὲ Ζ ὁ ἕτερος πόλος ἐστὶ τοῦ κύκλου.

Διήχθωσαν γὰρ ἀπὸ τοῦ Ε αἱ ΕΑ, ΕΒ, καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΑΔ, ΔΒ, ΑΖ, ΒΖ.

Καὶ ἐπεὶ ἡ ΔΕ ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον· καὶ πρὸς πάσας ἄρα τὰς ἁπτομένας αὐτῆς εὐθείας, καὶ οὔσας ἐν τῷ ΑΒΓ κύκλῳ, ὀρθὰς ποιήσει γωνίας. Ἅπτεται δὲ αὐτῆς ἑκατέρα τῶν ΑΕ, ΕΒ, οὖσα ἐν τῷ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπιπέδῳ, ὀρθὴ ἄρα ἐστὶν ἑκατέρα τῶν ὑπὸ ΔΕΑ, ΔΕΒ. Καὶ ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ ΑΔ τῇ ΔΒ, ἀλλὰ τῷ μὲν ἀπὸ τῆς ΑΔ ἴσα ἐστὶ τὰ ἀπὸ τῶν ΔΕ, ΕΛ, τῷ δὲ ἀπὸ τῆς ΔΒ ἴσα ἐστὶ τὰ ἀπὸ τῶν ΒΕ, ΕΔ· κοινὸν ἀφῃρήσθω τὸ ἀπὸ τῆς ΕΔ λοιπὸν ἄρα τὸ ἀπὸ τῆς ΑΕ ἴσον ἐστὶ τῷ ἀπὸ τῆς ΕΒ λοιπῷ, ἴση ἄρα ἡ ΑΕ τῇ ΕΒ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὁτι καὶ πᾶσαι αἱ ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον προσπίπτουσαι εὐθεῖαι ἴσαι εἰσί τὸ Ε ἄρα σημεῖον κέντρον ἐστὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου.

Λέγω δὴ, ὅτι καὶ τὸ Ζ σημεῖον ὁ ἕτερος πόλος ἐστὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου.

Ἐπεὶ γὰρ ἴση ἐστὶν ἡ ΑΕ τῇ ΕΒ, κοινὴ δὲ καὶ πρὸς ὀρθὰς ἡ ΕΖ, βάσις ἄρα ἡ ΑΖ βάσει τῇ ΒΖ ἴση ἐστίν. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ πᾶσαι αἱ ἀπὸ τοῦ Ζ σημείου πρὸς τὴν ΑΒΓ a γραμμὴν προσπίπτουσαι εὐθεῖαι ἴσαι εἰσί. Τὸ Ζ ἄρα σημεῖον πόλος ἐστὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου, τὸ δὲ Δ ὁ ἕτερος πόλος.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ι′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ᾖ ἐν σφαίρᾳ κύκλος, ἡ διὰ τῶν πόλων αὐτοῦ ἀγομένη εὐθεῖα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν κύκλον, καὶ διὰ τοῦ κέντρου αὐτοῦ τε καὶ τῆς σφαίρας ἐλεύσεται.

Ἔστω ἐν σφαίρᾳ κύκλος ὁ ΑΒΓΔ, πόλοι δὲ αὐτοῦ ἔστωσαν τὰ Ε, Ζ σημεῖα, καὶ ἐπεζεύχθω ἡ διὰ τῶν πόλων ἀγομένη, καὶ ἔστω ἡ ΕΖ· λέγω, ὅτι ἡ ΕΖ ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον, καὶ διὰ τοῦ κέντρου αὐτοῦ καὶ τῆς σφαίρας ἐλεύσεται.

Συμβαλλέτω γὰρ τῷ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἐπιπέδῳ κατὰ τὸ Η σημεῖον ἡ ΕΖ, καὶ ἀπὸ τοῦ Η σημείου διήχθωσαν αἱ ΑΗΓ, ΒΗΔ, καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΒΕ, ΕΔ, ΒΖ, ΖΔ.

Καὶ ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ ΒΕ τῇ ΕΔ, κοινὴ δὲ ἡ ΕΖ, δύο δὴ αἱ ΒΕ, ΕΖ δυσὶ ταῖς ΖΕ, ΕΔ ἴσαι εἰσὶν, ἑκατέρα ἑκατέρᾳ, καὶ βάσις ἡ ΒΖ βάσει τῇ ΖΔ ἐστὶν ἴση· γωνία ἄρα ἡ ὑπὸ ΒΕΖ γωνίᾳ τῇ ὑπὸ ΔΕΖ ἴση ἐστί. Πάλιν ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ ΒΕ τῇ ΕΔ, κοινὴ δὲ ἡ ΕΗ, δύο δὴ αἱ ΒΕ, ΕΗ δυσὶ ταῖς ΕΗ, ΕΔ ἴσαι εἰσὶ, καὶ γωνία ἡ ὑπὸ ΒΕΗ γωνίᾳ τῇ ὑπὸ ΔΕΗ ἐστιν ἴση· βάσις ἄρα ἡ ΒΗ βάσει τῇ ΗΔ ἐστὶν ἴση, καὶ τὸ ΕΒΗ τρίγωνον τῷ ΕΔΗ τριγώνῳ ἴσον ἐστὶ, καὶ αἱ λοιπαὶ γωνίαι ταῖς λοιπαῖς γωνίαις ἔσονται ἴσαι, ὑφ’ ἃς αἱ ἴσαι πλευραὶ ὑποτείνουσιν, ἴση ἄρα ἡ ὑπὸ ΒΗΕ γωνία τῇ ὑπὸ ΔΗΕ γωνίᾳ. Ὀρθὴ ἄρα ἐστὶν ἑκατέρα τῶν ὑπὸ ΒΗΕ, ΔΗΕ γωνιῶν, ἡ ΕΗ ἄρα τῇ ΒΔ πρὸς ὀρθάς ἑστιν. Ὁμοίως δὴ b δειχθήσεται, ὅτι ἡ Ε τῇ ΑΓ πρὸς ὀρθάς ἐστιν· ἡ ΕΗ καὶ τῷ διὰ τῶν ΒΔ, ΑΓ ἄρα ἐπιπέδῳ, τοῦτ’ ἔστι τῷ ΑΒΓΔ κύκλῳ, πρὸς ὀρθάς ἐστιν, ἡ ΕΖ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΑΒΓΔ κύκλον.

Λέγω δὴ, ὅτι καὶ διὰ τοῦ κέντρου αὐτοῦ καὶ τῆς σφαίρας ἥξει.

Ἐπεὶ γὰρ ἐν σφαίρᾳ κύκλος ἐστὶν ὁ ΑΒΓΔ, ἀπὸ δέ τινος τῶν πόλων αὐτοῦ ἐπ’ αὐτὸν κάθετος ἦκται ἡ ΕΗ, καὶ συμβάλλει τῷ ἐπι πέδῳ κατὰ τὸ Η σημεῖον, τὸ Η ἄρα κέντρον ἐστὶ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου. Λέγω δὴ, ὅτε καὶ διὰ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας. Ἐπεὶ γὰρ ἐν σφαίρᾳ κύκλος ἐστὶν ὁ ΑΒΓΔ, ἀπὸ δὲ τοῦ κέντρου αὐτοῦ τοῦ Η τῷ τοῦ κύκλου ἐπιπέδῳ ὀρθὴ ἀνέσταται a ἡ ΕΗΖ, ἐπὶ τῆς ΕΗΖ ἄρα ἐστὶ τὸ κέντρον τῆς σφαίρας, ἡ ΕΖ ἄρα διὰ τοῦ κέντρου ἐστὶ τῆς σφαίρας. Ἡ ΕΖ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΑΒΓΔ b κύκλον, καὶ διὰ τοῦ κέντρου αὐτοῦ καὶ τῆς σφαίρας ἔρχεται.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ια′. ΘΕΩΡ.

Ἐν σφαίρᾳ οἱ μέγιστοι κύκλοι δίχα τέμνουσιν ἀλλήλους.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ δύο μέγιστοι κύκλοι οἱ ΑΒ, ΓΔ τεμνέτωσαν ἀλλήλους κατὰ τὰ Ε, Ζ σημεῖα· λέγω, ὅτι οἱ ΑΒ, ΓΔ κύκλοι δίχα τέμνουσιν ἀλλήλους.

Εἰλήφθω γὰρ αὐτῶν τὸ κέντρον, καὶ ἔστω τὸ Η, τὸ δὲ αὐτό ἐστι καὶ τῆς σφαίρας, καὶ ἐπεζεύχθωσαν ἡ ΕΗ, ΗΖ.

Καὶ ἐπεὶ τὰ Ε, Η, Ζ σημεῖα ἐν τῷ ΑΒ ἐπιπέδῳ ἐστὶν, ἔστι δὲ καὶ ἐν τῷ ΔΓ· ἐπὶ ἀμφοτέροις ἄρα τοῖς ἐπιπέδοις τῶν ΑΒ, ΓΔ κύκλων τὰ Ε, Η, Ζ σημεῖά ἐστι, τὰ Ε, Η, Ζ ἄρα ἐν τῇ κοινῇ τομῇ τῶν ἐπιπέδων ἐστί. Πάντως δὲ δύο ἐπιπέδων ἡ κοινὴ τομὴ εὐθεῖά ἐστιν, εὐθεῖά ἐστιν ἄρα ἡ ΕΗΖ. Καὶ ἐπεὶ τὸ Η σημεῖον κέντρον ἐστὶ τοῦ ΑΒ κύκλου, ἡ ΕΖ ἄρα διάμετρός ἐστιν αὐτοῦ, ἑκάτερον ἄρα τῶν ΕΑΖ, ΕΒΖ ἡμικύκλιόν ἐστι. Πάλιν ἐπεὶ τὸ Η σημεῖον κέντρον ἐστὶ τοῦ ΓΔ κύκλου, ἡ ΕΖ ἄρα διάμετρός ἐστιν αὐτοῦ, ἑκάτερον ἄρα τῶν ΕΓΖ, ΕΔΖ ἡμικύκλιόν ἐστιν. Οἱ ΑΒ, ΓΔ ἄρα κύκλοι δίχα τέμνουσιν ἀλλήλους.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιβ′. ΘΕΩΡ.

Ἐν σφαίρᾳ οἱ δίχα τέμνοντες ἀλλήλους κύκλοι μέγιστοί εἰσιν.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΑΒ, ΓΔ τεμνέτωσαν ἀλλήλους δίχα κατὰ τὰ Ε, Ζ σημεῖα· λέγω, ὅτι οἱ ΑΒ, ΓΔ κύκλοι μέγιστοί εἰσιν.

Ἐπεζεύχθω γὰρ ἡ ΕΖ, ἡ ΕΖ ἄρα διάμετρός ἐστι τῶν ΑΒ, ΓΔ κύκλων· λέγω δὴ, ὅτι καὶ τῆς σφαίρας. Τετμήσθω ἡ ΕΖ δίχα κατὰ τὸ Η· τὸ Η ἄρα σημεῖον κέντρον ἐστὶ τῶν κύκλων. Ἀνεστάτω ἀπὸ τοῦ Η σημείον τῷ μὲν τοῦ ΓΔ κύκλου ἐπιπέδῳ πρὸς ὀρθὰς ἡ ΗΘ, τῷ δὲ τοῦ ΑΒ πρὸς ὀρθὰς ἡ ΗΚ.

Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ κύκλος ἐστὶν ὁ ΓΔ, ἀπὸ δὲ τοῦ κέντρου αὐτοῦ τῷ τοῦ κύκλου ἐπιπέδῳ πρὸς ὀρθὰς ἀνέσταται ἡ ΗΘ· ἐπὶ τῆς ΗΘ ἄρα ἐστὶ τὸ κέντρον τῆς σφαίρας. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἐπὶ τῆς ΗΚ, ἐπὶ τῆς ἄρα κοινῆς τομῆς τῶν ΗΘ, ΗΚ, τὸ κέντρον τῆς σφαίρας ἐστίν· ἡ δὲ κοινὴ τομὴ αὐτῶν ἐστι τὸ Η σημεῖον· τὸ Η ἄρα σημεῖον κέντρον ἐστὶ τῆς σφαίρας. Ἔστι δὲ καὶ τῶν ΑΒ, ΓΔ κύκλων κέντρον τὸ Η σημεῖον, οἱ δὲ περὶ τὸ αὐτὸ κέντρον ὄντες τῆς σφαίρας κύκλοι μέγιστοί εἰσι· ἐν σφαίρᾳ ἄρα δίχα τέμνοντες ἀλλήλους κύκλοι μέγιστοί εἰσιν.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιγ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ a πρὸς ὀρθὰς τέμνῃ, δίχα αὐτ ὸν τέμνει καὶ διὰ τῶν πόλων.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΒΓΔ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τὸν ΕΒΖΔ πρὸς ὀρθὰς τεμνέτω· λέγω, ὅτι δίχα αὐτὸν τέμνει καὶ διὰ τῶν πόλων.

Ἐπεζεύχθω γὰρ ἡ κοινὴ αὐτῶν τομὴ ἡ ΒΔ, καὶ εἰλήφθω κέντρον τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου τὸ Η σημεῖον· τὸ δὲ αὐτό ἐστι καὶ τῆς σφαίρας· καὶ ἤχθω ἀπὸ τοῦ Η σημείου ἐπὶ τὴν ΒΔ κάθετος ἡ ΗΘ, καὶ ἐκβεβλήσθω ἐπ’ ἀμφότερα τὰ μέρη, καὶ συμβαλλέτω τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας κατὰ τὰ Α, Γ σημεῖα.

Καὶ ἐπεὶ δύο ἐπίπεδα ὀρθά ἐστι πρὸς ἄλληλα, τό τε τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου καὶ τὸ τοῦ ΕΒΖΔ, καὶ τῇ κοινῇ τομῇ αὐτῶν τῇ ΒΔ πρὸς ὀρθὰς ἦκται ἡ ΘΑ, ἐν ἑνὶ τῶν ἐπιπέδων οὖσα τῷ ΑΒΓΔ ἡ ΑΓ ἄρα καὶ τῷ ΕΒΖΔ ἐπιπέδῳ ἐστὶ πρὸς ὀρθάς. Ἐπεὶ οὖν ἐν σφαίρᾳ κύκλος ἐστὶν ὁ ΕΒΖΔ, ἀπὸ δὲ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ἐπ’ αὐτὸν κάθετος ἦκται ἡ ΗΘ, καὶ συμπίπτει τῷ τοῦ ΕΒΖΔ κύκλου ἐπιπέδῳ κατὰ τὸ Θ σημεῖον· τὸ Θ ἄρα σημεῖον κέντρον ἐστὶ τοῦ ΕΒΖΔ κύκλου, ἑκάτερον ἄρα τῶν ΒΕΔ, ΒΖΔ ἡμικύκλιόν ἐστιν· ὁ ΑΒΓΔ ἄρα κύκλος τὸν ΕΒΓΔ κύκλον δίχα τέμνει.

Λέγω δὴ, ὅτι καὶ διὰ τῶν πόλων.

Ἐπεὶ γὰρ ἐν σφαίρᾳ κύκλος ἐστὶν ὁ ΕΒΖΔ, ἀπὸ δὲ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ἐπ’ αὐτὸν κάθετος ἦκται ἡ ΗΘ, καὶ ἐκβέβληται ἐφ’ ἑκάτερα τὰ μέρη, καὶ συμπίπτει τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας κατὰ τὰ Α, Γ ἐὰν δὲ ἡ ἐν σφαίρᾳ κύκλος, ἀπὸ δὲ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ἐπ’ αὐτὸν κάθετος ἀχθῇ, καὶ ἐκβληθῇ ἐπ’ ἀμφότερα τὰ μέρη, ἐπὶ τοὺς πόλους πεσεῖται τοῦ κύκλου· τὰ Α, Γ ἄρα σημεῖα πόλοι εἰσὶ τοῦ ΕΒΖΔ, ὁ ΑΒΓΔ ἄρα κύκλος τὸν ΕΒΖΔ κύκλον διὰ τῶν πόλων τέμνει· ἔτεμνε δὲ αὐτὸν καὶ δίχα· ὁ ΑΒΓΔ. ἄρα κύκλος τὸν ΕΒΖΔ κύκλον δίχα τε καὶ διὰ τῶν πόλων τέμνει.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιδ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ μὴ μέγιστον ὄντα δίχα τέμνῃ, πρὸς ὀρθάς τε αὐτὸν τέμνει καὶ διὰ τῶν πόλων.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΒΓΔ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ μὴ μέγιστον ὄντα τὸν ΕΒΖΔ δίχα τεμνέτω· λέγω, ὅτι καὶ πρὸς ὀρθάς τε αὐτὸν τεμεῖ, καὶ διὰ τῶν πόλων.

Ἐπεζεύχθω γὰρ αὐτῶν ἡ κοινὴ τομὴ ἡ ΒΔ. Καὶ ἐπεὶ ὁ ΑΒΓΔ κύκλος τὸν ΕΒΖΔ κύκλον δίχα τέμνει· ἑκάτερον ἄρα τῶν ΒΕΔ, ΒΖΔ ἡμικύκλιόν ἐστιν, ἡ ΒΔ ἄρα διάμετρός ἐστι τοῦ ΕΒΖΔ κύκλου. Τετμήσθω οὖν ἡ ΒΔ δίχα κατὰ τὸ Θ σημεῖον, τὸ Θ ἄρα σημεῖον κέντρον ἐστὶ τοῦ ΕΒΖΔ κύκλου· καὶ εἰλήφθω τὸ κέντρον τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου τὸ Η σημεῖον, τὸ δὲ αὐτὸ καὶ τῆς σφαίρας ἐστί καὶ ἐπεζευχθεῖσα ἡ ΗΘ ἐκβεβλήσθω ἐφ’ ἑκάτερα τὰ μέρη, καὶ συμπιπτέτω τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας κατὰ τὰ Α, Γ σημεῖα.

Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ κύκλος ἐστὶν ὁ ΕΒΖΔ, διὰ δὲ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ἐπὶ τὸ κέντρον αὐτοῦ ἐπέζευκται εὐθεῖα ἡ ΗΘ, ἡ ΗΘ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΕΒΖΔ, καὶ πάντα ἄρα τὰ διὰ τῆς ΗΘ ἐπίπεδα ὀρθά ἐστι πρὸς τὸν ΕΒΖΔ· ἓν δὲ τῶν διὰ τῆς ΗΘ ἐπιπέδων ὁ ΑΒΓΔ ἐστὶ κύκλος, καὶ ὁ ΑΒΓΔ ἄρα κύκλος ὀρθός ἐστι πρὸς τὸν ΕΒΖΔ· ὁ ΑΒΓΔ ἄρα κύκλος τὸν ΕΒΖΔ κύκλον πρὸς ὀρθὰς τέμνει.

Λέγω δὴ, ὅτι καὶ διὰ τῶν πόλων· ἐπεὶ γὰρ ἐν σφαίρᾳ κύκλος ἐστὶν ὁ ΕΒΖΔ, ἀπὸ δὲ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ἐπ’ αὐτὸν κάθετος ἦκται ἡ ΗΘ, καὶ ἐκβέβληται ἐπ’ ἀμφότερα τὰ μέρη, καὶ συμπίπτπει τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας κατὰ τὰ Α, Γ σημεῖα· τὰ Α, Γ ἄρα σημεῖα πόλοι εἰσὶ τοῦ ΕΒΖΔ, ὁ ΑΒΓΔ κύκλος ἄρα τὸν ΕΒΖΔ κύκλον διὰ τῶν πόλων τέμνει· ἔτεμνε δὲ αὐτὸν καὶ πρὸς ὀρθάς, ὁ ΑΒΓΔ κύκλος ἄρα τὸν ΕΒΖΔ κύκλον πρὸς ὀρθὰς τέμνει, καὶ διὰ τῶν πόλων.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιε′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαιρᾳ μέγιστος κύκλος κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαιρᾳ διὰ τῶν πόλων τέμνῃ, δίχα τε αὐτὸν καὶ πρὸς ὀρθὰς τέμνει.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΒΓΔ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τὸν ΕΒΖΔ τεμνέτω διὰ τῶν πόλων· λέγω, ὅτι δίχα τε αὐτὸν καὶ πρὸς ὀρθὰς τέμνει.

Ἔστωσαν γὰρ οἱ πόλοι τοῦ ΕΒΖΔ κύκλου τὰ Α, Γ σημεῖα, φανερὸν δὴ, ὅτι ἐπὶ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου εἰσὶ, διὰ γὰρ τῶν πόλων τέμνει ὁ ΑΒΓΔ κύκλος τὸν ΕΒΖΔ κύκλον. καὶ ἐπεζεύχθω ἡ ΑΓ.

Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ κύκλος ἐστὶν ὁ ΕΒΖΔ, διὰ δὲ τῶν πόλων αὐτοῦ εὐθεῖα ἦκται ἡ ΑΓ· ἐὰν δὲ ᾖ ἐν σφαίρᾳ κύκλος, ἡ διὰ τῶν πόλων αὐτοῦ ἀγομένη εὐθεῖα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν κύκλον, καὶ διὰ τοῦ κέντρου αὐτοῦ τε καὶ τῆς σφαίρας ἐλεύσεται· ἡ ΑΓ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΕΒΖΔ κύκλον, καὶ πάντα ἄρα τὰ διὰ τῆς ΑΓ ἐπί‐ πεδα ὀρθά ἐστι πρὸς τὸν ΕΒΖΔ. Ἕν δὲ τῶν διὰ τῆς ΑΓ ἐπιπέδων ἐστὶν ὁ ΑΒΓΔ κύκλος· ὁ ΑΒΓΔ ἄρα κύκλος ὀρθός ἐστι πρὸς τὸν ΕΒΖΔ κύκλον· ὁ ΑΒΓΔ ἄρα κύκλος τὸ ΕΒΖΔ πρὸς ὀρθὰς τέμνει· τέμνει δὲ αὐτὸν καὶ δίχα a· ὁ ΑΒΓΔ ἄρα κύκλος τὸν ΕΒΖΔ κύκλον διὰ τῶν πόλων τέμνων δίχα τε αὐτὸν τέμνει καὶ πρὸς ὀρθάς.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιϛ’. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ᾖ ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος, ἡ ἐκ τοῦ πόλου αὐτοῦ ἴση ἐστὶ τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου.

Ἔστω ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΒΓΔ. λέγω, ὅτι ἡ ἐκ τοῦ πόλου αὐτοῦ ἴση ἐστὶ τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ, τοῦ εἰς τὸν κύκλον ΑΒΓΔ ἐγγραφομένου.

Ἤχθωσαν γὰρ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου δύο διάμετροι πρὸς ὀρθὰς ἀλλήλαις αἱ ΑΓ, ΒΔ, καὶ ἀνεστάτω ἀπὸ τοῦ Ε σημείου τῷ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἐπιπέδῳ πρὸς ὀρθὰς ἡ ΕΖ, καὶ συμβαλλέτω τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας κατὰ τὸ Ζ σημεῖον, τὸ Ζ ἄρα σημεῖον πόλος ἐστὶ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου· καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΒΑ, ΑΖ, ἡ ΒΑ ἄρα τετραγώνου ἐστὶ πλευρὰ τοῦ εἰς τὸν κύκλον ΑΒΓΔ ἐγγραφομένου· ἡ δὲ ΖΑ ἐκ τοῦ πόλου ἐστί λέγω, ὅτι ἡ ΖΑ τῇ ΑΒ ἐστιν ἴση.

Ἐπεὶ γὰρ ἡ ΖΕ ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΑΒΓΔ κύκλον· καὶ πρὸς πάσας ἄρα τὰς ἁπτομένας αὐτῆς καὶ οὔσας ἐν τῷ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἐπιπέδῳ ὀρθὰς ποιήσει γωνίας· ἡ ΕΖ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς ἑκάστην τῶν ΑΕ, ΒΕ, ΔΕ. Καὶ ἐπεὶ τὸ Ε σημεῖον κέντρον ἐστὶ τῆς σφαίρας, ἴση ἐστὶν ἡ ΒΕ τῇ ΕΖ· κοινὴ δὲ ἡ ΕΑ, δύο δὴ a αἱ ΒΕ, ΕΑ δυσὶ ταῖς ΑΕ, ΕΖ ἴσαι εἰσὶν, ἐκατέρα ἑκατέρᾳ, καὶ ὀρθὴ ἡ ὑπὸ ΒΕΑ ὀρθῇ τῇ ὑπὸ ΑΕΖ ἴση ἐστί. βάσις ἄρα ἡ ΒΑ βάσει τῇ ΑΖ ἴση ἐστί. Καί ἐστιν ἡ μὲν ΑΖ ἐκ τοῦ πόλου τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου, ἡ δὲ ΒΑ πλευρὰ τοῦ τετραγώνου τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου· ἡ ἄρα ἐκ τοῦ πόλου τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἴση ἐστὶ τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιζ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ᾖ ἐν σφαίρᾳ κύκλος, ἡ δὲ ἐκ τοῦ πόλου αὐτοῦ ἴση ᾖ τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγρα φομένου· καὶ αὐτὸς μέγιστος ἔσται.

Ἔστω ἐν σφαίρᾳ κύκλος ὁ ΑΒΓ, πόλος δὲ αὐτοῦ τὸ Δ σημεῖον, ἡ δὲ ἐκ τοῦ πόλου αὐτοῦ ἡ ΔΓ ἴση ἔστω τῇ τοῦ τετραγώνου b πλευρᾷ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου· λέγω, ὅτι ὁ ΑΒΓ μέγιστός ἐστιν.

Ἐκβεβλήσθω διὰ τῆς ΔΓ καὶ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ἐπίπεδον, τομὴν δή τινα ποιήσει μέγιστον κύκλον ἐν τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας· ποιείτω τὸν ΒΔΓΕ, καὶ ἔστω αὐτῶν κοινὴ τομὴ ἡ ΒΓ, καὶ ἐπζεύχθω ἡ ΔΒ.

Ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΔΓ τῇ ΔΒ, καὶ ἑκατέρα ἄρα τῶν ΔΓ, ΔΒ ἴση ἐστὶ τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου· ἡμικυκλίου ἄρα ἐστὶ περιφέρεια ἡ ΒΔΓ, διάμετρος ἄρα ἐστὶν ἡ ΒΓ τοῦ ΒΔΓΕ κύκλου. Καὶ ἐπεὶ τὸ Δ σημεῖον πόλος ἐστὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου, ὁ ΔΒΕΓ ἄρα κύκλος τὸν ΑΒΓ κύκλον διὰ τῶν πόλων τέμνει. Ἐπεὶ οὖν ἐν σφαίρᾳ ὁ ΔΒΕΓ κύκλος τὸν ΑΒΓ κύκλον διὰ τῶν πόλων τέμνει, δίχα τε αὐτὸν καὶ πρὸς ὀρθὰς τέμνει· καὶ αὐτῶν κοινὴ τομή ἐστιν ἡ ΒΓ, ἡ ΒΓ ἄρα c διάμετρός ἐστι τοῦ ΑΒΓ κύκλου· ἔστι δὲ καὶ τῆς σφαίρας· μέγιστος ἄρα ἐστὶν ὁ ΑΒΓ κύκλος.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιη’. ΠΡΟΒΛ.

Τοῦ δοθέντος ἐν σφαίρᾳ κύκλου τῇ διαμέτρῳ ἴσην ἐκθέσθαι.

Ἔστω ὁ δοθεὶς ἐν σφαίρᾳ κύκλος ὁ ΑΒΓ, δεῖ δὲ τοῦ ΑΒΓ κύκλου τῇ διαμέτρῳ ἴσην ἐκθέσθαι.

Εἰλήφθω ἐπὶ τῆς τοῦ κύκλου περιφερείας τυχόντα σημεῖα τὰ Α, Β, Γ, καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΑΒ, ΒΓ, ΓΑ, καὶ ἐκ τριῶν εὐθειῶν τρίγωνον συνεστάτω τὸ ΔΕΖ, ἴσην ἔχον τὴν ΔΕ τῇ ΑΒ, τὴν δὲ ΕΖ τῇ ΒΓ, τὴν δὲ ΖΔ τῇ ΑΓ, καὶ ἀπὸ μὲν τοῦ Ε σημείου τῇ ΕΔ πρὸς ὀρθὰς ἤχθω ἡ ΕΗ, ἀπὸ δὲ τοῦ Ζ τῇ ΔΖ πρὸς ὀρθὰς ἤχθω ἡ ΖΗ, καὶ ἐπεζεύχθω ἡ ΔΗ· ἤχθω δὲ καὶ διάμετρος τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἡ ΑΘ· λέγω, ὅτι ἡ ΔΗ ἴση ἐστὶ τῇ ΑΘ.

Ἐπεζεύχθω δὴ ἡ ΓΘ.

Ἐπεὶ οὖν δύο αἱ ΑΒ, ΒΓ ὀυσὶ ταῖς ΔΕ, ΕΖ ἴσαι εἰσὶν, ἑκατέρα ἑκατέρᾳ, καὶ βάσις ἡ ΑΓ βάσει τῇ ΔΖ ἴση ἐστί γωνία ἄρα ἡ ὑπὸ ΑΒΓ γωνίᾳ τῇ ὑπὸ ΔΕΖ ἴση ἐστίν· ἀλλ’ ἡ μὲν ὑπὸ ΑΒΓ τῇ ὑπὸ ΑΘΓ ἴση ἐστὶν, ἡ δὲ ὑπὸ ΔΕΖ ἴση ἐστὶ τῇ ὑπὸ ΔΗΖ a, καὶ ἡ ὑπὸ ΑΘΓ ἄρα τῇ ὑπὸ ΔΗΖ ἴση ἐστίν. Ἔστι δὲ καὶ ὀρθὴ ἡ ὑπὸ ΑΓΘ ὀρθῇ τῇ ὑπὸ ΔΖΗ ἴση· δύο δὴ τρίγωνά ἐστι τὰ ΑΘΓ, ΔΗΖ τὰς δύο γωνίας τὰς ὑπὸ ΑΓΘ, ΓΘΑ ταῖς δυσὶ γωνίαις ταῖς ὑπὸ ΔΖΗ, ΖΗΔ ἴσας ἔχοντα, ἑκατέραν ἑκατέρᾳ, καὶ μίαν πλευρὰν μιᾷ πλευρᾷ ἴσην, τὴν ὑποτείνουσαν ὑπὸ μίαν τῶν ἴσων γωνιῶν, τὴν ΑΓ τῇ ΔΖ· καὶ τὰς λοιπὰς ἄρα πλευρὰς ταῖς λοιπαῖς πλευραῖς ἴσας ἕξει, ἑκατέραν ἑκατέρᾳ, ἡ ΑΘ ἄρα τῇ ΔΗ ἴση ἐστί. Καί ἐστιν ἡ ΑΘ διάμετρος τοῦ κύκλου· ἡ ΔΗ ἄρα ἴση ἐστὶ τοῦ κύκλου διαμέτρῳ.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιθ′. ΠΡΟΒΛ.

Τῆς δοθείσης σφαίρας τῇ διαμέτρῳ ἴσην ἐκθέσθαι. Νενοήσθω γὰρ ἡ σφαῖρα, ἧς δεῖ τῇ διαμέτρῳ ἴσην ἐκθέσθαι· καὶ εἰλήφθω ἐπὶ τῆς ἐπιφανείας τῆς σφαίρας δύο τυχόντα σημεῖα τὰ Α, Β, καὶ πόλῳ μὲν τῷ Α, διαστήματι δὲ τῷ ΑΒ, κύκλος γεγράφθω ὁ ΒΓΔ· δυνατὸν ἄρα ἐστὶ τοῦ ΒΓΔ κύκλου τῇ διαμέτρῳ ἴσην ἐκθέσθαι. Ἐκ τριῶν οὖν εὐθειῶν, αἵ εἰσι δύο μὲν ταῖς ἐκ τοῦ πόλου τοῦ ΒΓΔ ἴσαι, μία δὲ τῇ διαμέτρῳ, τρίγωνον συνεστάτω τὸ ΕΖΗ, ὥστε ἴσην εἶναι ἑκατέραν τῶν ΖΕ, ΕΗ ἑκατέρᾳ τῇ ἐκ τοῦ πόλου τοῦ Α, τὴν δὲ ΖΗ τῇ διαμέτρῳ· καὶ ἤχθωσαν διὰ τῶν Ζ, Η ταῖς ΖΕ, ΕΗ πρὸς ὀρθὰς γωνίας εὐθεῖαι γραμμαὶ αἱ ΖΘ, ΗΘ, καὶ ἐπεζεύχθω ἡ ΕΘ· λέγω, ὅτι ἡ ΕΘ ἴση ἐστὶ τῇ διαμέτρῳ τῆς σφαίρας.

Νενοήσθω γὰρ ἡ διάμετρος· τῆς σφαίρας ἡ ΑΚ, καὶ διὰ τῆς ΑΚ ἐπίπεδον· τομὴν δὴ ποιήσει μέγιστον κύκλον· ποιείτω τὸν ΑΔΒ, καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΑΔ, ΑΒ, ΒΔ, ΔΚ.

Καὶ ἐπεὶ δύο αἱ ΑΒ, ΒΔ δυσὶ a ταῖς ΕΖ, ΖΗ ἴσαι εἰσὶν, ἑκατέρα ἑκατέρᾳ, βάσις δὲ ἡ ΑΔ βάσει τῇ ΕΗ ἴση ἐστὶ, γωνία ἄρα ἡ b ὑπὸ ΑΒΔ γωνίᾳ τῇ ὑπὸ ΕΖΗ ἴση ἐστίν. Ἀλλὰ ἡ μὲν ὑπὸ ΑΒΔ τῇ ὑπὸ ΑΚΔ ἐστὶν ἴση, ἡ δὲ ὑπὸ ΕΖΗ τῇ ὑπὸ ΕΘΗ ἴση, ὡς ἐν τῷ πρὸ τούτου δέδεικται· ἔστι δὲ καὶ ὀρθὴ ἡ ὑπὸ ΑΔΚ ὀρθῇ τῇ ὑπὸ ΕΗ Θ ἴση· δύο δὴ τρίγωνά ἐστι τὰ ΑΚΔ, ΕΘΗ, τὰς δύο γωνίας τὰς ὑπὸ ΑΔΚ, ΔΚΑ ταῖς δυσὶ γωνίαις ταῖς ὑπὸ ΕΗΘ, ΗΘΕ ἴσας ἔχοντα, ἑκατέραν ἑκατέρᾳ, καὶ μίαν πλευρὰν μιᾷ πλευρᾷ ἴσην, τὴν ὑποτείνουσαν ὑπὸ μίαν τῶν ἴσων γωνιῶν, τὴν ΑΔ τῇ ΕΗ· καὶ· τὰς λοιπὰς ἄρα πλευρὰς ταῖς λοιπαῖς πλευραῖς ἴσας ἕξει ἑκατέραν ἑκατέρᾳ, ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΑΚ τῇ ΕΘ. Καί ἐστιν ἡ ΑΚ διάμετρος τῆς σφαίρας· ἡ ΕΘ ἄρα ἴση ἐστὶ τῇ διαμέτρῳ τῆς σφαίρας.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ κ′. ΠΡΟΒΛ.

Διὰ δύο δοθέντων σημείων, ἅ ἐστιν ἐπὶ σφαιρικῆς ἐπιφανείας, μέγιστον κύκλον γράψαι.

Ἔστω τὰ δοθέντα δύο σημεῖα τὰ Α, Β ἅ ἐστιν ἐπὶ σφαιρικῆς ἐπιφανείας· δεῖ δὴ διὰ τῶν Α, Β σημείων μέγιστον κύκλον γράψαι.

Εἰ μὲν τὰ Α, Β κατὰ διάμετρόν ἐστι τῆς σφαίρας, φανερὸν, ὅτι μέγιστοι κύκλοι ἄπειροι διὰ τῶν Α, Β σημείων γραφήσονται. Μὴ ἔστω δὴ τὰ Α, Β σημεῖα κατὰ τὴν διάμετρον τῆς σφαίρας. Καὶ πόλῳ μὲν τῷ Α, διαστήματι δὲ τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον γραφομένου, κύκλος γεγράφθω ὁ ΓΔΕ, μέγιστος ἄρα ἐστὶν ὁ ΓΔΕ, ἡ γὰρ ἐκ τοῦ πόλου αὐτοῦ ἴση ἐστὶ τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου. Πάλιν πόλῳ μὲν τῷ Β, διαστήματι δὲ τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου, κύκλος γεγράφθω ὁ ΖΕΗ, μέγιστος ἄρα ἐστὶν ὁ ΖΕΗ κύκλος, ἡ γὰρ ἐκ τοῦ πόλου αὐτοῦ ἴση ἐστὶ τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ, τοῦ γραφομένου εἰς τὸν μέγιστον κύκλον. Καὶ ἐπεζεύχθωσαν ἀπὸ τοῦ Ε σημεῖου ἐπὶ τὰ Α, Β εὐθεῖαι αἱ ΑΕ, ΕΒ.

Ἑκατέρα ἄρα τῶν ΕΑ, ΕΒ ἴση ἐστὶ τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου, ἴση ἄρα ἡ ΕΑ τῇ ΕΒ ἐστιν. Ὁ ἄρα πόλῳ μὲν τῷ Ε, διαστήματι δὲ τῷ ΕΒ κύκλος γραφόμενος ἥξει καὶ διὰ τοῦ Α, διὰ τὸ ἴσην εἶναι τὴν ΕΑ τῇ ΕΒ. Ἐρχέσθω, καὶ ἔστω ὡς ὁ ΑΒΘ, μέγιστος ἄρα ἐστὶν ὁ ΒΑΘ κύκλος, ἡ γὰρ ἐκ τοῦ πόλου αὐτοῦ ἴση ἐστὶ τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου. Διὰ δύο ἄρα δοθέντων σημείων τῶν Α, Β, ἅ ἐστιν ἐπὶ σφαιρικῆς ἐπιφανείας, μέγιστος κύκλος γέγραπται ὁ ΑΒΘ.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ κα′. ΠΡΟΒΛ.

Τοῦ δοθέντος ἐν σφαίρᾳ κύκλου τὸν πόλον εὑρεῖν.

Ἔστω ὁ δοθεὶς ἐν σφαίρᾳ κύκλος ὁ ΑΒΓ, δεῖ δὴ τοῦ ΑΒΓ κύκλου τὸν πόλον εὑρεῖν.

Εἰλήφθω γὰρ ἐπὶ τῆς περιφερείας αὐτοῦ τυχὸν σημεῖον τὸ Δ, καὶ ἀπειλήφθωσαν δύο ἴσαι περιφέρειαι αἱ ΔΑ, ΑΕ, ἡ δὲ λοιπὴ ΔΕ δίχα τεμνέσθω κατὰ τὸ Ζ σημεῖον· ὁ δὴ ΑΒΓ κύκλος ἤτοι μέγιστός ἐστιν, ἢ οὔ.

Ἔστω πρότερον μὴ μέγιστος, καὶ διὰ δύο δοθέντων σημείων τῶν Ζ, Α, ἅ ἐστιν ἐπὶ σφαιρικῆς ἐπιφανείας, μέγιστος κύκλος γεγράφθω ὁ ΖΑΘ.

Καὶ ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ ΔΑ περιφέρεια τῇ ΑΕ περιφερείᾳ, ἔστι δὲ καὶ ἡ ΔΖ τῇ ΖΕ ἴση, ὅλη ἄρα ἐστὶν ἡ ΑΔΖ ὅλῃ τῇ ΑΕΖ ἴσην· ὁ ΖΑΘ ἄρα κύκλος τὸν ΑΒΓ κύκλον δίχα τέμνει. Ἐπεὶ οὖν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΖΘ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ μὴ μέγιστον ὄντα δίχα τέμνει, πρὸς ὀρθάς τε αὐτὸν τέμνει καὶ διὰ τῶν πόλων· ὁ ΖΘΑ ἄρα τὸν ΑΒΓ πρὸς ὀρθάς τε καὶ διὰ τῶν πόλων τέμνει. Τετμήσθω ἡ ΖΑ περιφέρεια δίχα κατὰ τὸ Η σημεῖον· τὸ Η ἄρα σημεῖον πόλος ἐστὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου.

Ἀλλὰ δὴ πάλιν ὁ ΑΒΓ κύκλος μέγιστος ἔστω. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι ἴση ἐστὶν ἡ ΑΔΖ περιφέρεια τῇ ΑΕΖ περιφερείᾳ. Τετμήσθω δὴ ἡ ΑΓΖ περιφέρεια δίχα κατὰ τὸ Γ σημεῖον, ἑκατέρα ἄρα τῶν ΑΓ, ΓΖ περιφερειῶν τεταρτημόριά ἐστιν· ὁ ἄρα πόλῳ μὲν τῷ Γ, διαστήματι δὲ τῷ ΓΖ κύκλος γραφόμενος ἥξει καὶ διὰ τοῦ Α σημείου, ἐπείπερ τὸ Α τῷ Ζ κατὰ διάμετρόν ἐστιν. Ἐρχέσθω, καὶ ἔστω ὡς. ὁ a ΖΑΘ, ὁ ἄρα ΖΑΘ κύκλος μέγιστός ἐστιν, ἡ γὰρ ἐκ τοῦ πόλου αὐτοῦ ἴση τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ ἐστι, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου. Καὶ ἐπεὶ τὸ Γ σημεῖον πόλος ἐστὶ τοῦ ΖΑΘ κύκλου, ὁ ΑΒΓ ἄρα κύκλος τὸν ΖΑΘ κύκλον διὰ τῶν πόλων τέμνει. Ἐπεὶ οὖν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΒΓ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τὸν ΖΑΘ διὰ πόλων τέμνει, δίχα τε αὐτὸν τέμνει καὶ πρὸς ὀρθάς· ὁ ΑΒΓ ἄρα κύκλος ὀρθός ἐστι πρὸς τὸν ΖΑΘ κύκλον, καὶ ὁ ΖΑΘ ἄρα κύκλος ὀρθός ἐστι πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον. Ἐπεὶ οὖν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΖΑΘ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τὸν ΑΒΓ πρὸς ὀρθὰς τέμνει, δίχα τε αὐτὸν τέμνει καὶ διὰ τῶν πόλων· ὁ ΖΑΘ ἄρα κύκλος τὸν ΑΒΓ κύκλον δίχα τε καὶ διὰ τῶν πόλων τέμνει. Τετμήσθω ἡ ΖΑ περιφέρεια δίχα κατὰ τὸ Η σημεῖον· τὸ Η ἄρα σημεῖον πόλος ἐστὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ κβ′. ΘΕΩΡ. b

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ εὐθεῖά τις διὰ τοῦ κέντρου οὖσα εὐθεῖάν τινα μὴ διὰ τοῦ κέντρου οὖσαν δίχα τέμνῃ, καὶ πρὸς ὀρθὰς αὐτὴν τεμεῖ· καὶ ἐὰν πρὸς ὀρθὰς αὐτὴν τέμνῃ, καὶ δίχα αὐτὴν τεμεῖ.

Ἡ ἀπόδειξις, ὡς ἐν τοῖς κυκλικοῖς. Ἐὰν γὰρ διὰ τῆς διαμέτρου διὰ τοῦ κέντρου οὔσης τῆς σφαίρας, καὶ τῆς μὴ· διὰ τοῦ κέντρου οὔσης ἐπίπεδον ἐκβληθῇ, τομὴν ποιήσουσι γραμμὴν κύκλον· καὶ ἔσται ἐν κύκλῳ εὐθεῖά τις διὰ τοῦ κέντρου οὖσα εὐθεῖάν τινα μὴ διὰ τοῦ κέντρου οὖσαν δίχα τέμνουσα, ὥστε καὶ πρὸς ὀρθὰς αὐτὴν τεμεῖ· καὶ ἐὰν πρὸς ὀρθὰς αὐτὴν τέμνῃ, καὶ δίχα αὐτὴν τεμεῖ.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ κγ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ᾖ ἐν σφαίρᾳ κύκλος, ἀπὸ δὲ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ἐπὶ τὸ κέντρον τοῦ κύκλου ἐπιζευχθῇ τις εὐθεῖα· ἡ ἐπιζευχθεῖσα κάθετος ἔσται ἐπὶ τοῦ κύκλου. a

Ἔστω γὰρ ἐν σφαίρᾳ κύκλος ὁ ΑΒΓ, καὶ τὸ μὲν κέντρον τῆς σφαίρας ἔστω τὸ Δ σημεῖον, τὸ δὲ κέντρον τοῦ κύκλου τὸ Ε σημεῖον, καὶ ἐπεζεύχθω ἡ ΔΕ· λέγω, ὅτι ἡ ΔΕ ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον.

Διήχθω γάρ τις διὰ τοῦ κέντρου Ε b ὡς ἔτυχεν εἰ αὐτὸν εὐθεῖα ἡ ΑΕΒ, καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΑΔΑ, ΔΒ.

Καὶ ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ ΑΕ τῇ ΕΒ, κοινὴ δὲ ἡ ΕΔ· δύο δὴ αἱ ΑΕ, ΕΔ δυσὶ ταῖς ΒΕ, ΕΔ ἴσαι εἰσὶν, ἑκατέρα ἑκατέρᾳ, καὶ βάσις ἡ ΑΔ βάσει τῇ ΔΒ ἴση ἐστί· γωνία ἄρα ἡ ὑπὸ ΑΕΔ γωνίᾳ τῇ ὑπὸ ΔΕΒ ἴση ἐστίν· ὀρφὴ ἄρα ἐστὶν ἑκατέρα τῶν ὑπὸ ΑΕΔ, ΒΕΔ γωνῶν, ἡ ΔΕ ἄρα τῇ ΑΒ ἐστι πρὸς ὀρθάς. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ πάσαις ταῖς διὰ τοῦ Ε ἀγομέναις εὐθείαις ἐν τῷ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπιπέδῳ πρὸς ὀρθάς ἐστιν ἡ ΔΕ· ἡ ΔΕ ἄρα εὐθεῖα τῷ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπιπέδῳ πρὸς ὀρθάς ἐστιν.

ΒΙΒΛΙΟΝ ΔΕΥΤΕΡΟΝ.
ΟΡΟΣ.

Ἐν σφαίρᾳ κύκλοι ἐφάπτεσθαι ἀλλήλων λέγονται, ὅταν ἡ κοινὴ τομὴ τῶν ἐπιπέδων ἀμφοτέρων τῶν κύκλων ἐφάπτηται.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ α′. ΘΕΩΡ.

Ἐν σφαίρᾳ οἱ παράλληλοι κύκλοι περὶ τοὺς αὐτοὺς πόλους εἰσίν.

Ἔστωσαν γὰρ ἐν σφαίρᾳ παράλληλοι κύκλοι οἱ ΑΒΓ, ΔΕΖ· λέγω, ὅτι οἱ ΑΒΓ, ΔΕΖ κύκλοι περὶ τοὺς αὐτοὺς πόλους εἰσίν. Εἰλήφθωσαν γὰρ τοῦ ΑΒΓ κύκλου οἱ πόλοι, καὶ ἔστωσαν οἱ Η, Θ, καὶ ἐπεζεύχθω ἡ ΗΘ.

Καὶ ἐπεὶ, ἐὰν ᾖ ἐν σφαίρᾳ κύκλος, ἡ διὰ τῶν πόλων αὐτοῦ ἀγομένη εὐθεῖα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν κύκλον, καὶ διὰ τοῦ κέντρου αὐτοῦ τε καὶ τῆς σφαίρας ἐστίν· ἡ ΗΘ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον. Καί ἐστιν ὁ ΑΒΓ κύκλος παράλληλος τῷ ΔΕΖ κύκλῳ· καὶ ἡ ΗΘ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΔΕΖ. Ἐπεὶ οὖν ἐν σφαίρᾳ κύκλος ἐστὶν ὁ ΔΕΖ, ἀπὸ δὲ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ἐπ’ αὐτὸν κάθετος ἦκται ἡ ΗΘ, καὶ ἐκβέβληται ἐπ’ ἀμφότερα τὰ μέρη, καὶ συμπίπτει τῇ ἐπιφανείᾳ τῆς σφαίρας κατὰ τὰ Η, Θ σημεῖα· ἐὰν δὲ ᾖ ἐν σφαίρᾳ κύκλος, ἀπὸ δὲ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ἐπ’ αὐτὸν κάθετος ἀχθῇ, καὶ ἐκβληθῇ ἐπ’ ἀμφότερα τὰ μέρη, ἐπὶ τοὺς πόλους πεσεῖται τοῦ κύκλου· τὰ Η, Θ ἄρα σημεῖα πόλοι εἰσὶ τοῦ ΔΕΖ κύκλου. Οἱ ΑΒΓ, ΔΕΖ ἄρα κύκλοι περὶ τοὺς αὐτοὺς πόλους εἰσίν. a

ΠΡΟΤΑΣΙΣ β′. ΘΕΩΡ.

Οἱ περὶ τοὺς αὐτοὺς πόλους ὄντες ἐν σφαίρᾳ κύκλοι παράλληλοί εἰσιν.

Ἔστωσαν περὶ τοὺς αὐτοὺς πόλους τοὺς Η, Θ ἐν σφαίρᾳ κύκλοι οἱ ΑΒΓ, ΔΕΖ· λέγω, ὅτι οἱ ΑΒΓ, ΔΕΖ κύκλοι παράλληλοί εἰσιν.

Ἐπεζεύχθω γὰρ ἡ ΗΘ.

Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ κύκλος ἐστὶν ὁ ΑΒΓ, διὰ δὲ τῶν πόλων αὐτοῦ εὐθεῖα διῆκται ἡ ΗΘ· ἡ ΗΘ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ πρὸς τὸν ΔΕΖ κύκλον ἡ ΗΘ ὀρθή ἐστι. Πρὸς ἃ δὲ ἐπίπεδα ἡ αὐτὴ εὐθεῖα ὀρθή ἐστιν, ἐκβαλλόμενα τὰ ἐπίπεδα οὐ συμπεσεῖται· ἐκβαλλόμενα ἄρα τὰ τῶν ΑΒΓ, ΔΕΖ κύκλων ἐπίπεδα οὐ συμπεσεῖται. Παράλληλος ἄρα ἐστὶν ὁ ΑΒΓ κύκλος τῷ ΔΕΖ κύκλῳ.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ γ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι μεγίστου τινὸς κύκλου περιφέρειαν κατὰ τὰ τὸ αὐτὸ σημεῖον τέμνωσι, τοὺς πόλους ἔχοντες ἐπ’ αὐτοῦ· ἐφάψονται ἀλλήλων οἱ κύκλοι.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΑΒΓ, ΓΔΕ μεγίστου τινὸς κύκλου περιφέρειαν τὴν ΑΓΕ κατὰ τὸ αὐτὸ σημεῖον τεμνέτωσαν τὸ Γ, τοὺς πόλους ἔχοντες ἐπ’ αὐτοῦ· λέγω, ὅτι ἐφάψονται ἀλλήλων οἱ ΑΒΓ, ΓΔΕ κύκλοι.

Ἔστωσαν γὰρ αὐτῶν κοιναὶ τομαὶ, τοῦ μὲν ΑΓΕ καὶ τοῦ ΑΒΓ ἡ ΑΓ, τοῦ δὲ ΑΓΕ καὶ τοῦ ΓΔΕ ἡ ΓΕ, τοῦ δὲ ΑΒΓ καὶ τοῦ ΓΔΕ ἡ ΗΓΖ. b

Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΓΕ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τὸν ΑΒΓ διὰ τῶν πόλων τέμνει, δίχα τε αὐτὸν τεμεῖ καὶ πρὸς ὀρθάς· διάμετρος ἄρα ἐστὶν ἡ ΑΓ τοῦ ΑΒΓ κύκλου. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ΓΕ διάμετρός ἐστι τοῦ ΓΔΕ κύκλου. Καὶ ἐπεὶ ὁ ΑΓΕ ὀρθός ἐστι πρὸς ἑκάτερον τῶν ΑΒΓ, ΓΔΕ κύκλων, καὶ ἑκάτερος τῶν ΑΒΓ, ΓΔΕ κύκλων ὀρθός ἐστι πρὸς τὸν ΑΓΕ κύκλον, καὶ ἡ κοινὴ αὐτῶν τομή ἐστιν ἄρα ὀρθὴ πρὸς τὸν ΑΓΕ κύκλον. Κοινὴ δὲ αὐτῶν τομή ἐστιν ἡ ΖΓΗ, καὶ ἡ ΖΓΗ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΑΓΕ κύκλον· ὥστε καὶ πρὸς πάσας τὰς ἁπτομένας αὐτῆς εὐθείας καὶ οὔσας ἐν τῷ τοῦ ΑΓΕ κύκλου ἐπιπέδῳ ὀρθή ἐστιν. Ἅπτεται δὲ αὐτῆς ἑκατέρα τῶν ΑΓ, ΓΕ, οὖσα ἐν τῷ τοῦ ΑΓΕ κύκλου ἐπιπέδῳ· ἡ ΖΗ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς κατερᾶν τῶν ΑΓ, ΓΕ. Ἐπεὶ οὖν κύκλου τοῦ ΑΒΓ ἀπ’ ἄκρας τῇ διαμέτρῳ τῇ a ΑΓ πρὸς ὀρθὰς ἦκται ἡ ΖΗ, ἡ ΖΗ ἄρα ἐφάπτεται τοῦ ΑΒΓ κύκλου κατὰ τό Γ σημεῖον. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ τοῦ ΓΔΕ κύκλου ἐφάπτεται ἡ ΖΗ κατὰ τὸ Γ σημεῖον. Ἐν δὲ σφαίρᾳ κύκλοι ἐφάπτεσθαι ἀλλήλων λέγονται, ὅταν ἡ κοινὴ τομὴ τῶν ἐπιπέδων ἀμφοτέρων τῶν κύκλων ἐφάπτηται· ἐφάπτεται b δὲ ἡ ΖΗ ἀμφοτέρων τῶν κύκλων κατὰ τὸ Γ σημεῖον· καὶ οἱ ΑΒΓ, ΓΔΕ ἄρα κύκλοι ἐφάψονται ἀλλήλων.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ δ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι ἐφάπτωνται ἀλλήλων, ὁ διὰ τῶν πόλων αὐτῶν μέγιστος κύκλος γραφόμενος καὶ διὰ τῆς συναφῆς αὐτῶν ἐλεύσεται.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ c ΑΒΓ, ΓΔΕ ἐφαπτέσθωσαν ἀλλήλων κατὰ τὸ Γ σημεῖον, καὶ ἔστω τοῦ μὲν ΑΒΓ κύκλου πόλος τὸ Κ σημεῖον, τοῦ δὲ ΓΔΕ κύκλου πόλος τὸ Ζ· λέγω, ὅτι ὁ διὰ τῶν Ζ, Κ πόλων μέγιστος κύκλος γραφόμενος διὰ τοῦ Γ σημείου ἥξει.

Μὴ γὰρ, ἀλλ’, εἰ δυνατὸν, ἐρχέσθω, καὶ ἔστω ὡς ὁ ΖΒΚ. d Καὶ πόλῳ μὲν τῷ Ζ, διαστήματι δὲ τῷ ΖΒ, κύκλος γεγράφθω ὁ ΒΗΘ· παράλληλος ἄρα ἐστὶν ὁ ΓΔΕ κύκλος τῷ ΒΗΘ κύκλῳ, περὶ γὰρ τοὺς αὐτοὺς πόλους εἰσίν. Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΑΒΓ, ΒΗΘ περιφέρειαν μεγίστου τινὸς κύκλου τὴν ΖΒΚ κατὰ τὸ αὐτὸ σημεῖον τὸ Β τέμνουσι, τοὺς πόλους ἔχοντες ἐπ’ αὐτοῦ, ἐφάψονται ἀλλήλων οἱ ΑΒΓ, ΒΗΘ κύκλοι· ἀλλὰ καὶ τέμνουσιν, ὅπερ ἐστὶν ἀδύνατον. Οὐκ ἄρα ὁ διὰ τῶν Ζ, Κ πόλων μέγιστος κύκλος γραφόμενος οὐχ ἥξει καὶ διὰ τοῦ Γ σημείου· ὁ ἄρα διὰ τῶν πόλων τῶν ΑΒΓ, ΓΔΕ e κύκλων μέγιστος κύκλος γραφόμενος ἥξει καὶ διὰ τῆς συναφῆς τῶν κύκλων.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ε′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι ἐφάπτωνται ἀλλήλων, ὁ διὰ τῶν τοῦ ἑνὸς πόλων καὶ τῆς συναφῆς μέγιστος κύκλος γραφόμενος ἥξει καὶ διὰ τῶν τοῦ ἑτέρου πόλων.

Ἐν σφαίρᾳ γὰρ δύο κύκλοι οἱ ΑΒΓ, ΓΔΕ ἐφαπτέσθωσαν ἀλλήλων κατὰ τὸ Γ σημεῖον, καὶ ἔστω τοῦ μὲν ΑΒΓ κύκλου πόλος τὸ Ζ σημεῖον, τοῦ δὲ ΓΔΕ κύκλου πόλος τὸ Η σημεῖον· λέγω, ὅτι ὁ διὰ τῶν Ζ, Γ σημείων μέγιστος κύκλος γραφόμενος καὶ διὰ τοῦ Η σημείου ἐλεύσεται.

Μὴ γὰρ, ἀλλ’, εἰ δυνατὸν, ἐρχέσθω ὡς ὁ ΖΓΘ, καὶ γεγράφθω διὰ τῶν Ζ, Η πόλων μέγιστος κύκλος ὁ ΖΗ· ἥξει δὴ διὰ τοῦ Γ.

Ἐπεζεύχθω ἡ ΖΓ.

Καὶ ἐπεὶ μέγιστός ἐστιν ἑκάτερος τῶν ΖΓΗ, ΖΓΘ, δίχα ἄρα τέμνουσιν ἀλλήλους, ἑκάτερον ἄρα τῶν ΖΚΓ, ΖΛΓ ἡμικύκλιόν ἐστιν· ἡ ΖΓ ἄρα διάμετρός ἐστι τῆς σφαίρας, ἐπεὶ καὶ τῶν μεγίστων κύκλων τῶν ΖΓΗ, ΖΓΘ· ἀλλὰ καὶ ἐκ τοῦ πόλου τοῦ ΑΒΓ κύκλου, ὅπερ ἐστὶν ἀδύνατον. Οὐκ ἄρα ὁ διὰ τῶν Ζ, Γ σημείων μέγιστος κύκλος γραφόμενος οὐχ ἥξει καὶ διὰ τοῦ Η σημείου· διὰ τοῦ Η σημείου ἄρα ἥξει.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ϛ′. ΘEΩP.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος τινὸς τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ ἐφάπτηται, ἐφάψεται καὶ ἑτέρου ἴσου τε καὶ παραλλήλου αὐτῷ.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΒΓ κύκλου τινὸς τοῦ ΓΔ ἐφαπτέσθω κατὰ τὸ Γ σημεῖον· λέγω, ὅτι ὁ ΑΒΓ κύκλος ἐφάψεται καὶ ἑτέρου κύκλου ἴσου τε καὶ παραλλήλου τῷ ΓΔ κύκλῳ.

Εἰλήφθω ὁ πόλος τοῦ ΓΔ κύκλου, καὶ ἔστω τὸ Ε σημεῖον· καὶ γεγράφθω διὰ τῶν Γ, Ε σημείων μέγιστος κύκλος ὁ ΓΕΔΒΖΗ, καὶ ἀπειλήφθω τῇ ΓΕ περιφερείᾳ ἴση ἡ ΒΖ, καὶ πόλῳ μὲν τῷ Ζ, διαστήματι δὲ τῷ ΖΒ κύκλος γεγράφθω ὁ ΒΗ.

Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΑΒΓ, ΓΔ ἐφάπτονται ἀλλήλων, διὰ δὲ τῶν τοῦ ἑνὸς πόλων τοῦ Ε καὶ τῆς ἁφῆς μέγιστος κύκλος γέγραπται ὁ ΓΕΔΒΖΗ· ὁ ΓΕΔΒΖΗ ἄρα ἥξει διὰ τῶν τοῦ ΑΒΓ πόλων. Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΑΒΓ, ΒΗ μεγίστου τινὸς κύκλου περιφέρειαν τὴν ΓΗ κατὰ τὸ αὐτὸ σημεῖον τέμνουσι τὸ Β, τοὺς πόλους ἔχοντες ἐπ’ αὐτοῦ, ἐφάψονται ἄρα ἀλλήλων οἱ ΑΒΓ, ΒΗ κύκλοι. Καὶ ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ ΓΕ περιφέρεια τῇ ΒΖ περιφερείᾳ, κοινὴ προσκείσθω ἡ ΕΒ, ὅλη ἄρα ἡ ΓΒ ὅλῃ τῇ ΕΖ ἐστιν ἴση. Ἡμικυκλίου δέ ἐστιν ἡ ΓΒ, ἡμικυκλίου ἄρα καὶ ἡ ΕΖ τὸ Ε ἄρα κατὰ διάμετρόν ἐστι τῷ Ζ. Καί ἐστι τὸ Ε σημεῖον πόλος τοῦ ΓΔ κύκλου, καὶ τὸ Ζ ἄρα ὁ ἕτερος πόλος ἐστὶ τοῦ ΓΔ κύκλου. Πάλιν ἐπεὶ ἡ ΕΖ ἡμικυκλίου ἐστὶ, καί ἐστι τὸ Ζ πόλος τοῦ ΒΗ κύκλου, καὶ τὸ Ε ἄρα ὁ ἕτερος πόλος ἐστὶ τοῦ ΒΗ κύκλου. Οἱ ΓΔ, ΒΗ ἄρα κύκλοι περὶ τοὺς αὐτοὺς πόλους ὄντες παράλληλοί εἰσι, παράλληλος ἄρα ἐστὶν ὁ ΓΔ τῷ ΒΗ κύκλῳ. Καὶ ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ ΓΕ τῇ ΒΖ, ἴσος ἄρα καὶ ὁ ΓΔ κύκλος τῷ ΒΗ κύκλῳ, ἀλλὰ καὶ παράλληλος· ὁ ΑΒΓ ἄρα κύκλος ἐφάπτεται καὶ τοῦ ἑτέ‐ ρου κύκλου τοῦ ΒΗ ἴσου τε καὶ παραλλήλου τῷ ΓΔ.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ζ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ὦσιν ἐν σφαίρᾳ δύο ἴσοι τε καὶ παράλληλοι κύκλοι, ὁ τοῦ ἑνὸς αὐτῶν μέγιστος κύκλος ἐφαπτόμενος ἐφάψεται καὶ τοῦ ἑτέρου.

Ἔστωσαν ἐν σφαίρᾳ δύο ἴσοι τε καὶ παράλληλοι κύκλοι οἱ ΑΒ, ΓΔ· λέγω, ὅτι ὁ τοῦ ΑΒ μέγιστος κύκλος ἐφαπτόμενος ἐφάψεται καὶ τοῦ ΓΔ.

Εἰ γὰρ δυνατὸν, ἐφαπτέσθω μὲν τοῦ ΑΒ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΕ κατὰ τὸ Α σημεῖον, τοῦ δὲ ΓΔ μὴ ἐφαπτέσθω.

Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΕ κύκλου τινὸς τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τοῦ ΑΒ ἐφάπτεται, ἐφάψεται ἄρα καὶ ἑτέρου ἴσου τε καὶ παραλλήλου τῷ ΑΒ· ἐφαπτέσθω οὖν τοῦ ΕΖ.

Ἐπεὶ οὖν ὁ ΑΒ τῷ ΕΖ ἴσος ἐστὶ καὶ παράλληλος, ἀλλὰ ὁ ΑΒ καὶ τῷ ΓΔ ἴσος ἐστὶ καὶ παράλληλος· καὶ ὁ ΓΔ ἄρα τῷ ΕΖ ἴσος ἐστὶ καὶ παράλληλος. Ἔσονται ἄρα ἐν σφαίρᾳ τρεῖς κύκλοι ἴσοι τε καὶ παράλληλοι, ὅπερ ἐστὶν ἀδύνατον. Οὐκ ἄρα ὁ τοῦ ΑΒ μέγιστος κύκλος ἐφαπτόμενος οὐκ ἐφάψεται καὶ τοῦ ΓΔ, ἐφάψεται ἄρα.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ η′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος πρός τινα κύκλον τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ λοξὸς ᾖ, ἐφάψεται δύο κύκλων ἴσων μέν ἀλλήλοις, παραλλήλων δὲ τῷ προειρημένῳ.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΒΓ πρός τινα κύκλον τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τὸν ΒΔ λοξὸς ἔστω, τοῦτ’ ἔστι, μὴ ἔστω διὰ τῶν πόλων· λέγω, ὅτι ὁ ΑΒΓ κύκλος ἐφάψεται δύο κύκλων ἴσων μὲν ἀλλήλοις, παραλλήλων δὲ τῷ προειρημένῳ τῷ ΒΔ.

Ἐπεὶ γὰρ ὁ ΑΒΓ κύκλος λοξός ἐστι πρὸς τὸν ΒΔ, ὁ πόλος τοῦ ΒΔ οὐκ ἔστιν ἐπὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου. Εἰλήφθω οὖν ὁ πόλος τοῦ ΒΔ κύκλου, καὶ ἔστω τὸ Ε σημεῖον, καὶ διὰ τοῦ Ε σημείου καὶ ἑνὸς τῶν τοῦ ΑΒΓ κύκλου πόλων μέγιστος κύκλος γεγράφθω ὁ ΑΕΓΗ, καὶ πόλῳ μὲν τῷ Ε, διαστήματι δὲ τῷ ΑΕ γεγράφθω ὁ ΑΖ.

Παράλληλος ἄρα ἐστὶν ὁ ΑΖ τῷ ΒΔ, περὶ γὰρ τοὺς αὐτοὺς πόλους εἰσί. Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΑΒΓ, ΑΖ μεγίστου τἰνὸς κύκλου περιφέρειαν κατὰ τὸ αὐτὸ σημεῖον τέμνουσι τὸ Α, τοὺς πόλους ἔχοντες ἐπ’ αὐτοῦ, ἐφάψονται ἀλλήλων· ὁ ἄρα ΑΒΓ κύκλος τοῦ ΑΖ κύκλου ἐφάψεται. Ἐπεὶ οὖν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΒΓ κύκλου τινὸς τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τοῦ ΑΖ ἐφάπτεται, ἐφάψεται ἄρα καὶ ἑτέρου ἴσου τε καὶ παραλλήλου τῷ ΑΖ· ἐφαπτέσθω οὖν τοῦ ΓΗ. Ἐπεὶ οὖν ὁ ΑΖ τῷ ΓΗ ἴσος τέ ἐστι καὶ παράλληλος, ἀλλ’ ὁ ΑΖ τῷ ΒΔ ἐστὶ παράλληλος, καὶ ὁ ΓΗ ἄρα τῷ ΒΔ ἐστὶ παράλληλος· ὁ ΑΒΓ ἄρα κύκλος ἐφάψεται δύο κύκλων τῶν ΑΖ, ΓΗ, ἴσων μὲν ἀλλήλοις, παραλλήλων δὲ τῷ ΒΔ.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ θ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι τέμνωσιν ἀλλήλους, διὰ δὲ τῶν πόλων αὐτῶν μέγιστος κύκλος γραφῇ· δίχα τεμεῖ τὰ ἀπειλημμένα a τμήματα τῶν κύκλων.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΖΑΕΒ, ΖΔΕΓ τεμνέτωσαν ἀλλήλους κατὰ τὰ Ε, Ζ σημεῖα, διὰ δὲ τῶν πόλων αὐτῶν μέγιστος κύκλος γεγράφθω ὁ ΑΓΒΔ· λέγω, ὅτι ὁ ΑΓΒΔ κύκλος δίχα τεμεῖ τὰ ἀπειλημμένα τμήματα τῶν κύκλων, τοῦτ’ ἔστιν, ὅτι ἡ μὲν ΖΑ περιφέρεια ἴση ἐστὶ τῇ ΑΕ περιφερείᾳ, ἡ δὲ ΖΒ περιφέρεια ἴση ἐστὶ τῇ ΒΕ περιφερείᾳ, ἡ δὲ ΖΓ τῇ ΓΕ, καὶ ἡ ΖΔ τῇ ΔΕ.

Ἔστω γὰρ τοῦ μὲν ΑΓΒΔ κύκλου καὶ τοῦ ΖΑΕΒ κοινὴ τομὴ ἡ ΑΒ, τοῦ δὲ ΑΓΒΔ καὶ τοῦ ΖΓΕΔ κοινὴ τομὴ ἡ ΓΔ, καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἰ ΖΗ, ΗΕ.

Καὶ ἐπεὶ τὰ Ζ, Η, Ε σημεῖα ἐν τῷ τοῦ ΑΕΒΖ κύκλου ἐπιπέδῳ ἐστὶν, b ἔστι δὲ καὶ ἐν τῷ τοῦ ΖΔΕΓ κύκλου ἐπιπέδῳ· τὰ Ζ, Η, Ε ἄρα σημεῖα ἐπὶ τῆς κοινῆς τομῆς ἐστι c τῶν δύο ἐπιπέδων. Πάντως δὲ δύο ἐπιπέδων ἡ κοινὴ τομὴ εὐθεῖά ἐστιν, ἐπ’ ευθεῖαν ἄρα ἐστὶν ἡ ΖΗ τῇ ΗΕ. Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΓΒΔ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τὸν ΖΑΕΒ διὰ τῶν πόλων τέμνει, δίχα τε αὐτὸν τεμεῖ καὶ πρὸς ὀρθάς· ἡ ΑΒ ἄρα διάμετρός ἐστι τοῦ ΖΑΕΒ κύκλου. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ΓΔ διάμετρός ἐστι τοῦ ΖΔΕΓ κύκλου. Καὶ ἐπεὶ ὁ ΑΓΒΔ κύκλος ὀρθός ἐστι πρὸς ἑκάτερον τῶν ΖΑΕΒ, ΖΔΕΓ κύκλων, καὶ ἑκάτερος ἄρα τῶν ΖΑΕΒ, ΖΔΕΓ ὀρθός ἐστι πρὸς τὸν ΑΓΒΔ κύκλον. Ἐὰν δὲ δύο ἐπίπεδα ἐπιπέδῳ τινὶ πρὸς ὀρθὰς ᾖ, καὶ ἡ κοινὴ αὐτῶν τομὴ πρὸς ὀρθὰς ἔσται τῷ ἐπιπέδῳ· καὶ ἡ κοινὴ ἄρα τομὴ τῶν ΖΑΕΒ, ΖΔΕΓ τῷ ΑΓΒΔ ἐπιπέδῳ πρὸς ὀρθὰς ἔσται. Κοινὴ δὲ αὐτῶν τομή ἐστιν ἡ ΖΗΕ, καὶ ἡ ΖΗΕ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΑΓΒΔ κύκλον, ὥστε καὶ πρὸς πάσας τὰς ἁπτομένας αὐτῆς εὐθείας καὶ οὔσας ἐν τῷ τοῦ ΑΓΒΔ κύκλου ἐπιπέδῳ ὀρθὰς ποιήσει γωνίας. Ἅπτεται δὲ τῆς ΖΗΕ ἑκατέρα τῶν ΑΒ, ΓΔ, οὖσα ἐν τῷ τοῦ ΑΓΒΔ κύκλου ἐπιπέδῳ· ἡ ΖΗΕ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς ἑκατέραν τῶν ΑΒ, ΓΔ καὶ ἑκατέρα ἄρα τῶν ΑΒ, ΓΔ ὀρθή ἐστι πρὸς τὴν ΖΗΕ. Ἐπεὶ οὖν ἐν κύκλῳ τῷ ΖΑΕΒ εὐθεῖά τις διὰ τοῦ κέντρου ἡ ΑΒ εὐθεῖάν τινα μὴ διὰ τοῦ κέντρου οὖσαν τὴν ΖΗΕ πρὸς ὀρθὰς τέμνει, καὶ δίχα αὐτὴν τέμεῖ· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΖΗ τῇ ΗΕ. Κοινὴ δὲ καὶ πρὸς ὀρθὰς ἡ ΗΑ, ἴση ἄρα ἐστὶ καὶ ἡ ΖΑ περιφέρεια τῇ ΑΕ περιφερείᾳ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ μὲν ΖΒ τῇ ΒΕ ἴση ἐστὶν, ἡ δὲ ΖΓ τῇ ΓΕ, καὶ ἔπι ἡ ΖΔ τῇ ΔΕ· ὁ ΑΓΒΔ ἄρα κύκλος δίχα τέμνει τὰ ἀπειλημμένα τμήματα τῶν κύκλων.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ι′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ὦσιν ἐν σφαίρᾳ παράλληλοι κύκλοι, διὰ δὲ τῶν πόλων αὐτῶν μέγιστοι κύκλοι γραφῶσιν, αἱ μὲν τῶν παραλλήλων κύκλων περιφέρειαι αἱ μεταξὺ τῶν μεγίστων κύκλων ὅμοιαί εἰσιν, αἱ δὲ τῶν μεγίστων κύκλων περιφέρειαι αἱ μεταξὺ τῶν παραλλήλων κύκλων ἴσαι εἰσίν. a

Ἔστωσαν ἐν σφαίρᾳ κύκλοι παράλληλοι οἱ ΑΒΓΔ, ΕΖΗΘ, διὰ δὲ τῶν πόλων αὐτῶν μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΑΕΗΓ, ΒΖΘΔ λέγω, ὅτι αἱ μὲν τῶν παραλλήλων κύκλων περιφέρειαι, αἱ μεταξὺ τῶν μεγίστων κύκλων, ὅμοιαί εἰσι, τοῦτ’ ἔστιν, ὅτι ἡ μὲν ΒΓ περιφέρεια ὁμοία ἐστὶ τῇ ΖΗ περιφερείᾳ, ἡ δὲ ΓΔ τῇ ΗΘ, ἡ δὲ ΔΑ τῇ ΘΕ, καὶ ἔτι ἡ ΑΒ τῇ ΕΖ αἱ δὲ τῶν μεγίστων κύκλων περιφέρειαι αἱ μεταξὺ τῶν παραλλήλων κύκλων ἴσαι εἰσί. τοῦτ’ ἔστιν, ὅτι αἱ τέσσαρες αἱ ΖΒ, ΗΓ, ΘΔ, ΕΑ ἴσαι ἀλλήλαις εἰσίν.

Ἔστω γὰρ τοῦ μὲν ΑΒΓΔ κύκλου καὶ τοῦ ΒΖΘΔ κοινὴ τομὴ ἡ ΒΔ, τοῦ δὲ ΑΒΓΔ κύκλου καὶ τοῦ ΑΕΗΓ κοινὴ τομὴ ἡ ΑΓ, τοῦ δὲ ΕΖΗΘ κύκλου καὶ τοῦ ΖΚΘ κοινὴ τομὴ ἡ ΖΘ, τοῦ δὲ ΕΖΗΘ καὶ τοῦ ΕΚΗ κοινὴ τομὴ ἡ ΕΗ.

Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΕΗΓ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τὸν ΑΒΓΔ διὰ τῶν πόλων τέμνει, δίχα τε αὐτὸν τεμεῖ καὶ πρὸς ὀρθάς· ἡ ΑΓ ἄρα διάμετρός ἐστι τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι ἡ ΒΔ διάμετρός ἐστι τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου· τὸ Λ ἄρα σημεῖον κέντρον ἐστὶ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου. Πάλιν ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΕΗΓ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τὸν ΕΖΗΘ διὰ τῶν πόλων τέμνει, δίχα τε αὐτὸν τεμεῖ καὶ πρὸς ὀρθάς· ἡ ΕΗ ἄρα διάμετρός ἐστι τοῦ ΕΖΗΘ κύκλου. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ΖΘ διάμετρός ἐστι τοῦ ΕΖΗΘ κύκλου· τὸ Μ ἄρα σημεῖον κέντρον ἐστὶ τοῦ ΕΖΗΘ κύκλου. Καὶ ἐπεὶ δύο ἐπίπεδα παράλληλα τὰ ΑΒΓΔ, ΕΖΗΘ ὑπό τινος ἐπιπέδου τέμνεται τοῦ ΒΖΘΔ, αἱ κοιναὶ ἄρα αὐτῶν τομαὶ παράλληλοί εἰσι· παράλληλος ἄρα ἐστὶν ἡ ΒΔ τῇ ΖΘ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ΓΑ τῇ ΕΗ παράλληλός ἐστιν. Ἐπεὶ οὖν δύο εὐθεῖαι ἁπτόμεναι ἀλλήλων αἱ ΒΛ, ΛΓ παρὰ δύο εὐθείας ἁπτομένας ἀλλήλων τὰς ΖΜ, ΜΗ εἰσι, μὴ ἐν τῷ αὐτῷ ἐπιπέδῳ οὖσαι, ἴσας γωνίας περιέξουσιν· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ὑπὸ ΖΜΗ γωνία τῇ ὑπὸ ΒΛΓ γωνίᾳ. Καί εἰσι πρὸς τοῖς κέντροις, καὶ βέβηκεν ἡ μὲν ὑπὸ ΖΜΗ γωνία ἐπὶ τῆς ΖΗ περιφερείας, ἡ δὲ ὑπὸ ΒΛΓ γωνία ἐπὶ τῆς ΒΓ περιφερείας· ὁμοία ἄρα ἐστὶν ἡ ΒΓ περιφέρεια τῇ ΖΗ περιφερείᾳ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ μὲν ΓΔ περιφέρεια ὁμοία ἐστὶ τῇ ΗΘ περιφερείᾳ, ἡ δὲ ΑΔ τῇ ΕΘ, καὶ ἔτι ἡ ΑΒ τῇ ΕΖ. Αἱ ἄρα τῶν παραλλήλων κύκλων περιφέρειαι, αἱ μεταξὺ τῶν μεγίστων κύκλων, ὅμοιαί εἰσι.

Λέγω δὴ, ὅτι καὶ αἱ τῶν μεγίστων κύκλων περιφέρειαι, αἱ μεταξὺ τῶν παραλλήλων κύκλων, ἴσαι εἰσίν.

Ἐπεὶ γὰρ τὸ Κ σημεῖον πόλος ἐστὶ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου, αἱ τέσσαρες ἄρα αἱ ΚΑ, ΚΒ, ΚΓ, ΚΔ ἴσαι ἀλλήλαις εἰσί. Πάλιν ἐπεὶ τὸ Κ Κ σημεῖον πόλος ἐστὶ τοῦ ΕΖΗΘ κύκλου, αἱ τέσσαρες ἄρα αἱ ΚΕ, ΚΖ, ΚΗ, ΚΘ ἴσαι ἀλλήλαις εἰσί λοιπαὶ ἄρα αἱ τέσσαρες αἱ ΕΑ, ΖΒ, ΗΓ, ΘΔ ἴσαι ἀλλήλαις εἰσίν. Αἱ ἄρα τῶν μεγίστων κύκλων περιφέρειαι, αἱ μεταξὺ τῶν παραλλήλων κύκλων, ἴσαι ἀλλήλαις εἰσίν.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ια′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν ἴσοις κύκλοις ἐπὶ διαμέτρων ἴσα καὶ ὀρθὰ τμήματα κύκλων ἐπισταθῇ, ἀπὸ δὲ αὐτῶν ἴσαι περιφέρειαι ἀποληφθῶσι πρὸς τοῖς πέρασι τῶν τμημάτων, ἐλάττους ἢ ἡμίσειαι οὖσαι τῶν ὅλων, καὶ ἀπὸ τῶν γενομένων σημείων πρὸς τὰς τῶν ἐξ ἀρχῆς κύκλων περιφερείας ἴσαι εὐθεῖαι προσβληθῶσιν· ἴσας ἀπολήψονται περιφερείας τῶν ἐξ ἀρχῆς κύκλων πρὸς τοῖς πέρασι τῶν διαμέτρων.

Ἐν γὰρ ἴσοις κύκλοις τοῖς ΑΒΓ, ΔΕΖ ἐπὶ διαμέτρων τῶν ΑΓ, ΔΖ ἴσα καὶ ὀρθὰ τμήματα κύκλων ἐφεστάτω τὰ ΑΗΓ, ΔΘΖ, καὶ ἀπ’ αὐτῶν ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλήφθωσαν πρὸς τοῖς πέρασι τοῖς Α, Δ σημείοις, αἱ ΑΗ, ΔΘ, ἐλάττους ἢ ἡμίσειαι οὖσαι τῶν ὅλων τῶν ΑΗΓ, ΔΘΖ, καὶ ἀπὸ τῶν Η, Θ σημείων πρὸς τὰς τῶν ἐξ ἀρχῆς κύκλων τῶν ΑΒΓ, ΔΕΖ περιφερείας ἴσαι εὐθεῖαι προβεβλήσβωσαν αἱ ΗΒ, ΘΕ· λέγω, ὅτι ἴση ἐστὶν ἡ ΑΒ περιφέρεια τῇ ΔΕ περιφερείᾳ.

Ἤχθωσαν γὰρ ἀπὸ τῶν Η, Θ σημείων ἐπὶ τὰ τῶν ΑΒΓ, ΔΕΖ κύκλων ἐπίπεδα κάθετοι· πεσοῦνται δὴ ἐπὶ τὰς κοινὰς τομὰς, τοῦτ’ ἔστιν, ἐπὶ τὰς ΑΓ, ΔΖ. Πιπτέτωσαν, καὶ ἔστωσαν αἱ ΗΚ, ΘΛ, καὶ εἰλήφθω τὰ κέντρα τῶν ΑΒΓ, ΔΕΖ κύκλων, καὶ ἔστω τὰ Μ, Ν σημεῖα· καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΚΒ, ΒΜ, ΛΕ, ΕΝ.

Καὶ ἐπεὶ ἡ ΗΚ ὀρθή ἐστι πρὸς τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον, καὶ πρὸς πάσας ἄρα τὰς ἁπτομένας αὐτῆς, καὶ οὔσας ἐν τῷ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπιπέδῳ, ὀρθὰς ποιήσει γωνίας· ἅπτεται δὲ αὐτῆς ἡ ΚΒ οὖσα ἐν τῷ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπιπέδῳ· ὀρθὴ ἄρα ἐστὶν ἡ ὑπὸ ΗΚΒ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ὑπὸ ΘΛΕ γωνία ὀρθή ἐστι. Καὶ ἐπεὶ δύο τμήματα τὰ ΑΗΓ, ΔΘΖ ἴσα ἐστὶ, καὶ ἀπειλημμέναι ἴσαι εἰσὶ περιφέρειαι αἱ ΑΗ, ΔΘ, καὶ κάθετοι ἠγμέναι εἰσὶν αἱ ΗΚ, ΘΛ· ἴση ἄρα ἐστὶν ἠ μὲν ΑΚ τῇ ΔΛ, ἡ δὲ ΗΚ τῇ ΘΛ. Καὶ ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ ΒΗ τῇ ΘΕ, ἴσον ἄρα ἐστὶ καὶ τὸ ἀπὸ τῆς ΒΗ τῷ ἀπὸ τῆς ΘΕ· ἀλλὰ τῷ μὲν ἀπὸ τῆς ΒΗ ἴσα ἐστὶ τὰ ἀπὸ τῶν ΗΚ, ΚΒ, τῷ δὲ ἀπὸ τῆς ΘΕ ἴσα ἐστὶ τὰ ἀπὸ τῶν ΘΛ, ΛΕ· τὰ ἄρα ἀπὸ τῶν ΗΚ, ΚΒ ἴσα ἐστὶ τοῖς ἀπὸ τῶν ΘΛ, ΛΕ, ὧν τὸ ἀπὸ τῆς ΗΚ ἴσον ἐστὶ τῷ ἀπὸ τῆς ΘΛ λοιπὸν ἄρα τὸ ἀπὸ τῆς ΚΒ λοιπῷ τῷ ἀπὸ τῆς ΛΕ ἴσον ἐστὶν, ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΚΒ τῇ ΛΕ. Καὶ ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ ΑΜ τῇ ΔΝ, ὧν ἡ ΑΚ τῇ ΔΛ ἴση ἐστί λοιπὴ ἄρα ἡ ΚΜ λοιπῇ τῇ a ΛΝ ἐστιν ἴση· ἔστι δὲ καὶ ἡ ΒΜ τῇ ΝΕ, δύο δὴ αἱ ΚΜ, ΜΒ δυσὶ ταῖς ΛΝ, ΝΕ ἴσαι εἰσὶν, ἑκατέρα ἑκατέρᾳ, καὶ βάσις ἡ ΚΒ βάσει τῇ ΛΕ ἐστιν ἴση, γωνία ἄρα ἡ ὑπὸ ΚΜΒ τῇ ὑπὸ ΛΝΕ ἐστιν ἴση. Ἐν δὲ τοῖς ἴσοις κύκλοις αἱ ἴσαι γωνίαι, ἐπὶ ἴσων περιφερειῶν βεβήκασιν, ἐάν τε πρὸς τοῖς κέντροις, ἐάν τε πρὸς ταῖς περιφερείαις ὦσι βεβηκυῖαι· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΑΒ περιφέρεια τῇ ΔΕ περιφερείᾳ.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιβ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν ἴσοις κύκλοις ἐπὶ διαμέτρων ἴσα καὶ ὀρθὰ τμήματα κύκλων ἐπισταθῇ, ἀπὸ δὲ αὐτῶν ἴσαι περιφέρειαι ἀποληφθῶσι πρὸς τοῖς πέρασιν, ἐλάττους ἢ ἡμίσειαι οὖσαι τῶν ὅλων τμημάτων· ἀπὸ δὲ τῶν κύκλων ἴσαι περιφέρειαι ἀ ποληφθῶσιν ἐπὶ τὰ αὐτὰ μέρη πρὸς τοῖς πέρασι τῶν διαμέτρων· αἱ ἐπὶ τὰ γινόμενα σημεῖα ἐπιζευγνύμεναι εὐθεῖαι ἴσαι ἔσονται ἀλλήλαις.

Ἐν γὰρ ἴσοις κύκλοις τοῖς ΑΒΓ, ΔΕΖ ἐπὶ διαμέτρων τῶν ΑΓ, ΔΖ ἴσα καὶ ὀρθὰ τμήματα κύκλων ἐφεστάτω τὰ ΑΗΓ, ΔΘΖ, καὶ ἀπ’ αὐτῶν ἴσαι ἀπειλήφθωσαν περιφέρειαι πρὸς b τοῖς πέρασι τῶν τμημάτων αἱ ΑΗ, ΔΘ ἐλάττους ἢ ἡμίσειαι οὖσαι τῶν ὅλων τμημάτων, ἀπὸ δὲ τῶν ΑΒΓ, ΔΕΖ κύκλων ἀφῃρήσθωσαν ἴσαι περιφέρειαι ἐπὶ τὰ αὐτὰ μέρη πρὸς τοῖς c πέρασι τῶν διαμέτρων αἱ ΑΒ, ΔΕ, καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΗΒ, ΘΕ· λέγω, ὅτι ἴση ἐστὶν ἡ ΗΒ τῇ ΘΕ.

Ἤχθωσαν γὰρ ἀπὸ τῶν Η, Θ σημείων ἐπὶ τὰ τῶν ΑΒΓ, ΔΕΖ κύκλων ἐπίπεδα κάθετοι αἱ ΗΚ, ΘΛ, πεσοῦνται δὴ ἐπὶ τὰς κοινὰς τομὰς, τοῦτ’ ἔστιν, ἐπὶ τὰς ΑΓ, ΔΖ, καὶ εἰλήφθωσαν τὰ κέντρα τῶν κύκλων, καὶ ἔστω τὰ Μ, Ν, καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΚΒ, ΒΜ, ΛΕ, ΕΝ.

Καὶ ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ ΑΒ περιφέρεια τῇ ΔΕ περιφερείᾳ, ἴση ἐστὶ καὶ ἡ ὑπὸ ΑΜΒ γωνία τῇ ὑπὸ ΔΝΕ γωνίᾳ. Καὶ ἐπεὶ δύο τμήματα κύκλων ἴσα ἐστὶ τὰ ΑΗΓ, ΔΘΖ, καὶ ἀπειλημμέναι εἰσὶν ἴσαι περιφέρειαι αἱ ΑΗ, ΔΘ, καὶ κάθετοι ἠγμέναι εἰσὶν αἱ ΚΗ, ΘΔ· ἴση ἄρα ἐστιν ἡ μὲν ΑΚ τῇ ΔΛ, ἡ δὲ ΗΚ τῇ ΘΛ. Ἐπεὶ οὖν ἡ ΑΜ τῇ ΔΝ ἐστιν ἴση, ὧν ἡ ΑΚ τῇ ΔΛ ἐστὶν ἴση, λοιπὴ ἄρα ἡ ΚΜ λοιπῇ τῇ ΑΝ ἴση ἐστίν· ἔστι δὲ καὶ ἡ ΒΜ τῇ ΝΕ ἴση, δύο δὴ αἱ ΚΜ, ΜΒ δυσὶ ταῖς ΑΝ, ΝΕ ἴσαι εἰσὶν, ἑκατέρα ἑκατέρᾳ, καὶ γωνία ἡ ὑπὸ ΚΜΒ γωνίᾳ τῇ ὑπὸ ΑΝΕ ἐστιν ἴση· βάσις ἄρα ἡ ΚΒ βάσει τῇ ΑΕ ἐστιυ ἴση. Καὶ ἐπεὶ ἡ ΗΚ ὀρθή ἐστι πρὸς τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον, καὶ πρὸς πάσας ἄρα τὰς ἁπτομένας αὐτῆς εὐθείας, καὶ οὔσας ἐν τῷ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπιπέδῳ, ὀρθὰς ποιήσει γωνίας. Ἄπτεται δὲ αὐτῆς ἡ ΚΒ, οὖσα ἐν τῷ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπιπέδῳ· ὀρθὴ ἄρα ἐστὶν ἡ ὑπὸ ΗΚΒ γωνία. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ὑπὸ ΘΛΕ γωνία ὀρθή ἐστιν. Ἐπεὶ οὖν ἴση ἐστὶν ἡ μὲν ΗΚ τῇ ΘΑ, ἡ δὲ ΚΒ τῇ ΛΕ, δύο δὴ αἱ ΗΚ, ΚΒ δυσὶ ταῖς ΘΛ, ΛΕ ἴσαι εἰσὶν, ἑκατέρα ἑκατέρᾳ, καὶ ὀρθὰς περιέχουσι γωνίας· βάσις ἄρα ἡ ΗΒ βάσει τῇ ΘΕ ἐστιν ἴση.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιγ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ὦσιν ἐν σφαίρᾳ παράλληλοι κύκλοι, καὶ γραφῶσι μέγιστοι κύκλοι, ἑνὸς μὲν αὐτῶν ἐφαπτόμενοι, τοὺς δὲ λοιποὺς τέμνοντες· αἱ μὲν τῶν παραλλήλων κύκλων περιφέρειαι, αἱ μεταξὺ τῶν ἀσυμπτώτων ἡμικυκλίων τῶν μεγίστων κύκλων, ὅμοιαί εἰσιν, αἱ δὲ τῶν μεγίστων κύκλων περιφέρειαι, αἱ μεταξὺ τῶν παραλλήλων, ἴσαι εἰσίν.

Ἔστωσαν ἐν σφαίρᾳ παράλληλοι κύκλοι οἱ ΑΒΓΔ, ΕΖΗΘ, ΚΛ, καὶ γεγράφθωσαν μέγιστοι κύκλοι οἱ ΑΕΚΗΓΦΤ, ΒΖΛΘΔΤΥ, ἑνὸς μὲν αὐτῶν τοῦ ΚΛ ἐφαπτόμενοι κατὰ τὰ Κ, Λ σημεῖα, τοὺς δὲ λοιποὺς τέμνοντες· λέγω, ὅτι αἱ μὲν τῶν παραλλήλων κύκλων περιφέρειαι, αἱ μεταξὺ τῶν ἀσυμπτώτων ἡμικυκλίων τῶν μεγίστων κύκλων, ὅμοιαί εἰσι.

Τίνες δέ εἰσιν αἱ μεταξὺ τῶν ἀσυμπτώτων ἡμικυκλίων, γνωσόμεθα οὕτως.

Ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ μέγιστοι κύκλοι δίχα τέμνουσιν ἀλλήλους, ἡ ἄρα ΣΚΑΤ ἡμικυκλίου ἐστὶ περιφέρεια· ἡ ΚΑΤ ἄρα ἐλάσσων ἐστὶν ἡμικυκλίου. Πάλιν ἐπεὶ ἡ ΤΦΓΣ ἡμικυκλίου ἐστὶ περιφέρεια, ἡ ἄρα ΚΣΗΓΦΤ μείζων ἐστὶν ἡμικυκλίου· ἀλλὰ μὲν καὶ ἡ ΚΑΤ ἐλάσσων ἐστὶν ἡμικυκλίου, ἔστω οὖν ἡμικυκλίου ἡ ΚΑΤΦ. Πάλιν ἐπεὶ ἡ ΣΒΥΤ ἡμικυκλίου ἐστὶ περιφέρεια, ἡ ἄρα ΛΣΒΤ μείζων ἐστὶν ἡμικυκλίου· κείσθω οὖν ἡμικυκλίου ἡ ΛΣΒΥ, τὸ ἄρα ἀπὸ τοῦ Κ ἡμικύκλιον, τοῦτ’ ἔστι, τὸ ΚΑΤΦ ἀσύμπτωτόν ἐστι τῷ ἀπὸ τοῦ Λ ἡμικυκλίῳ, τοῦτ’ ἔστι τῷ ΛΣΒΥ. Ὁμοίως δὴ καὶ τὸ ΚΣΗΓΦ ἡμικύκλιον ἀσύμπτωτόν ἐστι τῷ ΛΔΤΥ ἡμικυκλίῳ· αἱ ἄρα μεταξὺ τῶν ἀσυμπτώτων ἡμικυκλίων τῶν μεγίστων κύκλων οὖσαι τῶν παραλλήλων κύκλων περιφέρειαι αἱ ΚΡΛ, ΕΞΖ, ΑΝΒ, ΗΟΘ, ΓΠΔ περιφέρειαί εἴσι. Λέγω δὴ, ὅτι αἱ μὲν ΚΡΔ, ΕΞΖ, ΑΝΒ ὅμοιαί εἰσι, καὶ ἔτι αἱ ΚΡΛ, ΗΟΘ, ΓΠΔ ὅμοιαι ἀλλήλαις εἰσὶν, αἱ δὲ τῶν μεγίστων κύκλων περιφέρειαι, αἱ μεταξὺ τῶν παραλλήλων κύκλων, ἴσαι εἰσίν, τοῦτ’ ἔστιν, ὅτι αἱ μὲν τέσσαρες αἱ ΕΚ, ΚΗ, ΖΛ, ΛΘ ἴσαι ἀλλήλαις εἰσὶν, αἱ δὲ τέσσαρες αἱ ΑΕ, ΒΖ, ΗΓ, ΘΔ ἴσαι ἀλλήλαις εἰσίν.

Εἰλήφθω γὰρ ὁ πόλος τῶν παραλλήλων κύκλων, καὶ ἔστω τὸ Μ σημεῖον, καὶ διὰ τοῦ Μ καὶ ἑκατέρου τῶν Κ, Λ σημείων μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ a ΜΚΞΝ, ΜΛΟΠ.

Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΑΕΚΗΓΦ, ΚΛ ἐφάπτονται ἀλλήλων κατὰ τὸ Κ σημεῖον, διὰ δὲ τῶν τοῦ ἑνὸς πόλων τοῦ ΚΛ καὶ τῆς ἁφῆς μέγιστος κύκλος γέγραπται ὁ ΜΚΞΝ· ὁ ΜΚΞΝ ἄρα κύκλος καὶ διὰ τῶν τοῦ ΑΕΚΗΓΦ ἥξει πόλων, καὶ ἔσται ὀρθὸς πρὸς αὐτόν. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ὁ ΜΛΟΠ ἥξει καὶ διὰ τῶν τοῦ ΒΖΑΘΔΤ πόλων, καὶ ἔσται ὀρθὸς πρὸς αὐτόν. Καὶ ἐπεὶ ἐν ἴσοις κύκλοις τοῖς ΑΕΚΗΓΤ, ΒΖΑΘΔΤ ἐπὶ διαμέτρων ἴσα καὶ ὀρθὰ ἐν τοῖς Κ, Λ σημείοις τμήματα κύκλου ἐφίσταται, τὰ ΚΜ, ΛΜ καὶ τὰ τούτοις συνεχῆ, ἀπὸ δὲ αὐτῶν ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλημμέναι εἰσὶν αἱ ΚΜ, ΜΛ, ἐλάττους ἢ ἡμίσειαι οὖσαι τῶν ὅλων, καί ἐστιν ἡ ἀπὸ τοῦ Μ ἐπὶ τὸ Α ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἴση τῇ ἀπὸ τοῦ Μ ἐπὶ τὸ Δ ἐπιζευγνυμένῃ εὐθείᾳ· ἴσας ἄρα περιφερείας ἀπολήψονται, ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΑΚ περιφέρεια τῇ ΛΔ περιφερείᾳ. Διὰ τὰ αὐτὰ δὴ καὶ ἡ ΕΚ τῇ ΛΘ ἔσται ἴση. Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΑΒΓΔ, ΑΕΚΗΓΤ τέμνουσιν ἀλλήλους, διὰ δὲ τῶν πόλων αὐτῶν μέγιστος κύκλος γέγραπται ὁ ΜΚΞΝ, ὁ ΜΚΞΝ ἄρα δίχα τεμεῖ τὰ ἀπειλημμένα τμήματα· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ μὲν ΑΕΚ περιφέρεια τῇ ΚΗΓ περιφερείᾳ, ἡ δὲ ΑΝ τῇ ΝΓ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ μὲν ΒΛ τῇ ΛΔ ἐστὶν ἴση, ἡ δὲ ΒΠ τῇ ΠΔ. Ἐπεὶ οὖν ἴση ἐστὶν ἡ ΑΕΚ περιφέρεια τῇ ΛΘΔ περιφερείᾳ, καί ἐστι τῆς μὲν ΑΕΚ περιφερείας διπλῇ ἡ ΑΕΚΗΓ περιφέρεια, τῆς δὲ ΛΘΔ περιφερείας διπλῇ ἡ ΒΖΛΘΔ· καὶ ἡ ΑΕΚΗΓ ἄρα ἴση ἐστὶ τῇ ΒΖΛΘΔ. Καί εἰσιν ἴσοι οἱ κύκλοι, μέγιστοι γάρ εἰσιν· ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Α ἐπὶ τὸ Γ ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἴση ἐστὶ τῇ ἀπὸ τοῦ Δ ἐπὶ τὸ Β ἐπιζευγνυμένῃ εὐθείᾳ· καὶ διὰ τοῦτο ἡ ΑΒΓ περιφέρεια ἴση ἐστὶ τῇ ΔΓΒ περιφερείᾳ. Καί ἐστι τῆς μὲν ΑΒΓ περιφερείας ἡμίσεια ἡ ΑΝ, τῆς δὲ ΒΓΔ ἡμίσεια ἡ ΒΠ· καὶ ἡ ΑΝ ἄρα τῇ ΠΒ ἴση ἐστί. Κοινὴ προσκείσθω ἡ ΝΒ, ὅλη ἄρα ἡ ΑΝΒ ὅλῃ τῇ ΝΒΠ ἐστὶν ἴση· καί εἰσι τοῦ αὐτοῦ κύκλου, ὁμοία ἄρα ἐστὶν ἡ ΑΝΒ περιφέρεια τῇ ΝΒΠ περιφερείᾳ. Ἀλλ’ ἡ ΝΒΠ τῇ ΚΛ ἐστὶν a ὁμοία, ἐὰν γὰρ ὦσιν ἐν σφαίρᾳ παράλληλοι κύκλοι, διὰ δὲ τῶν πόλων αὐτῶν μέγιστοι κύκλοι γραφῶσιν, αἱ τῶν παραλλήλων κύκλων περιφέρειαι, αἱ μεταξὺ τῶν μεγίστων κύκλων, ὅμοιαί εἰσι. Καί εἰσιν αἱ ΚΛ, ΝΒΓΠ περιφέρειαι τῶν παραλλήλων κύκλων, μεταξὺ οὖσαι τῶν μεγίστων τῶν ΜΝ, ΜΠ διὰ τῶν πόλων αὐτῶν ὄντων· καὶ ἡ ΑΝΒ ἄρα τῇ ΚΑ ἐστὶν ὁμοία. Ὁμοίως δὴ δείξομεν b, ὅτι καὶ ἡ ΕΞΖ τῇ ΚΛ ἐστὶν ὁμοία, καὶ ἡ ΑΒ ἄρα τῇ ΕΖ ὁμοία ἐστί. Καὶ ἔτι ὁμοίως δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ΓΠΔ τῇ ΗΟΘ ἐστιν ὁμοία· αἱ ἄρα τῶν παραλλήλων κύκλων περιφέρειαι, αἱ μεταξὺ τῶν ἀσυμπτώτων ἡμικυκλίων τῶν μεγίστων κύκλων, ὅμοιαί εἰσι.

Λέγω δὴ, ὅτι καὶ αἱ τῶν μεγίστων κύκλων περιφέρειαι, αἱ μεταξὺ τῶν παραλλήλων, ἴσαι εἰσίν.

Ἐπεὶ γὰρ αἱ τέσσαρες αἱ ΑΕΚ, ΚΗΓ, ΒΖΛ, ΛΘΔ περιφέρειαι ἴσαι ἀλλήλαις εἰσὶν, ὧν αἱ τέσσαρες αἱ ΕΚ, ΚΗ, ΖΛ, ΛΘ ἴσαι ἀλλήλαις εἰσίν· [ὁμοίως γὰρ οἱ ΚΝ, ΛΠ μέγιστοι κύκλοι ὄντες δίχα τέμνουσι τὰ ἀπειλημμένα τμήματα τὰ ΕΚΗ, ΕΞΗ, καὶ τὰ ΖΑΘ, ΖΟΘ, ὥστε ἴση ἐστὸν ἡ ΕΚ τῇ ΚΗ, ἀλλ’ ἡ ΕΚ τῇ ΛΘ ἐδείχθη ἴση, καὶ ἡ ΚΗ ἄρα τῇ ΛΘ ἐστιν ἴση, ἀλλ’ ἡ ΘΛ τῇ ΛΖ ἐστιν ἴση, καὶ ἡ ΛΖ ἄρα τῇ ΚΗ ἐστιν ἴση· αἱ τέσσαρες ἄρα αἱ ΕΚ, ΚΗ, ΖΛ, ΛΘ ἴσαι εἰσί· λοιπαὶ ἄρα αἱ τέσσαρες αἱ ΑΕ, ΒΖ, ΓΗ, ΘΔ ἴσαι ἀλλήλαις εἰσίν. c] Αἱ ἄρα τῶν μεγίστων κύκλων περιφέρειαι, αἱ μεταξὺ τῶν παραλλήλων κύκλων, ἴσαι εἰσίν.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιδ′ ΠΡΟΒΛ. a

Κύκλου δοθέντος ἐν σφαίρᾳ ἐλάττονος τοῦ μεγίστου, καὶ σημείου τινὸς ἐπὶ τῆς περιφερείας αὐτοῦ, γράψαι διὰ τοῦ σημείου μέγιστον κύκλον ἐφαπτόμενον τοῦ δοθέντος.

Ἔστω ὁ δοθεὶς κύκλος ἐν σφαίρᾳ ὁ ΑΒ, ἐλάσσων ὤν τοῦ μεγίστου, τὸ δὲ δοθὲν σημεῖον ἐπὶ τῆς περιφερείας αὐτοῦ ἔστω τὸ Β· δεῖ δὴ διὰ τοῦ Β σημείου γράψαι μέγιστον κύκλον ἐφαπτόμενον τοῦ ΑΒ κύκλου. Εἰλήφθω γὰρ ὁ πόλος τοῦ ΑΒ κύκλου, καὶ ἔστω τὸ Γ· b καὶ διὰ τῶν Γ, Β σημείων μεγίστου κύκλου περιφέρεια γεγράφθω ἡ ΓΒΔ, καὶ τῇ, ὑφ’ ἥν ὑποτείνει ἡ τοῦ τετραγώνου πλευρὰ τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου, ἴση ἀπειλήφθω ἡ ΔΒ. Οὐ γὰρ δυνατὸν, τὴν ΒΓ εἶναι τεταρτημόριον, ἔσται γὰρ μέγιστος ὁ ΑΒ, ὅπερ οὐχ ὑπόκειται· οὐκ ἄρα ἡ ΓΒ τεταρτημόριον· c καὶ πόλῳ μὲν τῷ Δ, διαστήματι δὲ τῷ ΔΒ κύκλος γεγράφθω ὁ ΕΒΖ, μέγιστος ἄρα ἐστὶν ὁ ΕΒΖ, ἡ γὰρ ἐκ τοῦ πόλου αὐτοῦ ἴση ἐστὶ τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου. Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΑΒ, ΕΒΖ, μεγίστου τινὸς κύκλου περιφέρειαν τὴν d ΒΓΔ κατὰ τὸ αὐτὸ σημεῖον τὸ Β τέμνουσι, τοὺς πόλους ἔχοντες ἐπ’ αὐτοῦ, ἐφάψονται ἀλλήλων οἱ κύκλοι· ἐφάψεται ἄρα ὁ ΑΒ κύκλος τοῦ ΕΒΖ κύκλου. Διὰ τοῦ δοθέντος ἄρα σημείου τοῦ Β γέγραπται μέγιστος κύκλος ὁ ΕΒΖ ἐφαπτόμενος τοῦ ΑΒ κύκλου κατὰ τὸ Β σημεῖον.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιε′. ΠΡΟΒΛ. e

Κύκλου δοθέντος ἐν σφαίρᾳ ἐλάσσονος τοῦ μεγίστου, καὶ σημείου τινὸς ἐπὶ τῆς ἐπιφανείας τῆς σφαίρας, ὅ ἐστι μεταξὺ αὐτοῦ τε καὶ τοῦ ἴσου τε καὶ παραλλήλου αὐτῷ, γράψαι διὰ τοῦ σημείου μέγιστον κύκλον ἐφαπτόμενον τοῦ δοθέντος κύκλου.

Ἔστω ὁ δοθεὶς ἐν σφαίρᾳ ἐλάσσων τοῦ μεγίστου ὁ ΑΒ, τὸ δὲ δοθὲν σημεῖον ἐπὶ τῆς ἐπιφανείας τῆς σφαίρας, ὅ ἐστι μεταξὺ αὐτοῦ τε τοῦ ΑΒ, καὶ τοῦ ἴσου τε καὶ παραλλήλου αὐτῷ, ἔστω τὸ Γ· δεῖ δὴ διὰ τοῦ Γ σημείου γράψαι μέγιστον κύκλον ἐφαπτόμενον τοῦ ΑΒ κύκλου.

Εἰλήφθω γὰρ ὁ πόλος τοῦ ΑΒ κύκλου, καὶ ἔστω τὸ Δ σημεῖον· καὶ πόλῳ μὲν τῷ Δ, διαστήματι δὲ τῷ ΔΓ κύκλος γεγράφθω ὁ ΓΕΖΗ, καὶ διὰ τῶν Δ, Γ σημείων μέγιστος κύκλος γεγράφθω ὁ ΔΓΘ, καὶ τῇ, ὑφ’ ἣν ὑποτείνει ἡ τοῦ τετραγώνου πλευρὰ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου, ἴση περιφέρεια ἀπειλήφθω ἡ ΒΘ· καὶ πόλῳ μὲν τῷ Θ, διαστήματι δὲ τῷ ΒΘ κύκλος γεγράφθω ὁ ΕΒΗ· μέγιστος ἄρα ἐστὶν ὁ ΕΒΗ κύκλος, ἡ γὰρ ἐκ τοῦ πόλου αὐτοῦ ἴση ἐστὶ τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου. Καὶ ἐφάψεται τοῦ ΑΒ· δύο γὰρ κύκλοι οἱ ΕΒΗ, ΑΒ a μεγίστου κύκλου περιφέρειαν τὴ ΔΒΓΘ κατὰ τὸ αὐτὸ σημεῖον τέμνουσι τὸ Β, τοὺς πόλους ἔχοντες ἐπ’ αὐτοῦ. Καὶ διὰ τοῦ Δ σημείου καὶ ἑκατέρου τῶν Ε, Η σημείων μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΔΜΕΚ, ΔΝΗΛ, καὶ τῇ ΓΘ περιφερείᾳ ἴση ἀπειλήφθω ἑκατέρα τῶν ΕΚ, ΗΛ.

Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΕΒΗ, ΖΕΓΗ τέμνουσιν ἀλλήλους, διὰ δὲ τῶν πόλων αὐτῶν μέγιστος κύκλος γέγραπται ὁ ΔΒΓΘ, δίχα ἄρα τεμεῖ τὰ ἀπειλημμένα τμήματα τῶν κύκλων· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ μὲν ΕΓ περιφέρεια τῇ ΓΗ, ἡ δὲ ΕΒ περιφέρεια τῇ ΒΗ περιφερείᾳ. Καὶ ἐπεὶ αἱ ΔΕ, ΔΓ, ΔΗ ἴσαι ἀλλήλαις εἰσὶν, ἐκ γὰρ τοῦ πόλου εἰσὶ τοῦ ΖΕΗ κύκλου, εἰσὶ δὲ καὶ αἱ ΔΜ, ΔΒ, ΔΝ ἴσαι ἀλλήλαις, ἀλλὰ καὶ αἱ ΕΚ, ΓΘ, ΗΛ ἴσαι ἀλλήλαις εἰσίν· ὅλαι ἄρα αἱ ΜΚ, ΒΘ, ΝΛ ἴσαι ἀλλήλαις εἰσί b. Καί ἐστιν ἡ ΒΘ ἴση τῇ, ὑφ’ ἥν ὑποτείνει ἡ τοῦ τετραγώνου πλευρὰ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου· καὶ αἱ ΜΚ, ΝΛ ἄρα ἴσαι εἰσὶ τῇ, ὑφ’ ἥν ὑποτείνει ἡ τοῦ τετραγώνου πλευρὰ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου. Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΔΒΓΘ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τὸν ΖΕΓΗ διὰ τῶν πόλων τέμνει, δίχα τε αὐτὸν τεμεῖ καὶ πρὸς ὀρθάς· ὁ ΔΒΓΘ ἄρα ὀρθός ἐστι πρὸς τὸν ΖΕΓΗ κύκλον. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ὁ ΔΝΗΛ ὀρθός ἐστι πρὸς τὸν ΖΕΓΗ, καὶ ἔτι ὁ ΔΜΕΚ ὀρθός ἐστι πρὸς τὸν ΖΕΓΗ.

Ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΛΝ, ΛΓ, ΘΕ. Καὶ ἐπεὶ κύκλου τοῦ ΖΕΓΗ ἐπὶ διαμέτρων τῶν ἀπὸ τῶν Γ, Η σημείων ἴσα καὶ ὀρθὰ τμήματα κύκλων ἐφίσταται τὰ ΓΘ, ΗΛ καὶ τὰ τούτοις συνεχῆ, καὶ ἀπ’ αὐτῶν ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλημμέναι εἰσὶν αἱ ΓΘ, ΗΛ, ἐλάττους ἢ ἡμίσειαι οὖσαι τῶν ὅλων, καί ἑστιν ἴση ἡ ΕΓ περιφέρεια τῇ ΓΗ περιφερείᾳ· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΘΕ τῇ ΛΓ. Τετραγώνου δὲ ἡ ΘΕ, καὶ ἡ ΛΓ ἄρα ἴση ἐστὶ τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου. Ἔστι δὲ καὶ ἡ ΛΝ τετραγώνου πλευρὰ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΓΛ τῇ ΛΝ. Ὁ ἄρα πόλῳ μὲν τῷ Λ, διαστήματι δὲ τῷ ΛΓ κύκλος γραφόμενος ἥξει καὶ διὰ τοῦ Ν σημείου. Ἐρχέσθω, καὶ ἔστω ὡς ὁ ΓΝΞ, μέγιστος ἄρα ἐστὶν ὁ ΓΝΞ, ἡ γὰρ ἐκ τοῦ πόλου αὐτοῦ ἴση ἐστὶ τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου. Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΓΝΞ, ΑΒ a μεγίστου τινὸς κύκλου περιφέρειαν τὴν ΔΝΗΛ κατὰ τὸ αὐτὸ σημεῖον τέμνουσι τὸ Ν, τοὺς πόλους ἔχοντες ἐπ’ αὐτοῦ, ἐφάψονται ἄρα ἀλλήλων ὁ ΓΝΞ ἄρα τοῦ ΑΒ κύκλου ἐφάψεται.

Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ὁ πόλῳ τῷ Κ, διαστήματι δὲ τῷ ΚΓ κύκλος γραφόμενος ἥξει καὶ διὰ τοῦ Μ σημείου. Ἐὰν γὰρ ἐπιζεύξωμεν τὰς ΓΚ, ΘΗ, ἔσονται ἴσαι ἀλλήλαις· καί ἐστιν ἡ ΘΗ τετραγώνου πλευρὰ, ἐκ γὰρ τοῦ πόλου ἐστὶ τοῦ μεγίστου κύκλου τοῦ ΕΒΗ, καὶ ἡ ΚΓ ἄρα τετραγώνου ἔσται πλευρά· ἀλλὰ καὶ ἡ ΚΜ, ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΚΓ τῇ ΚΜ. Ὁ ἄρα πόλῳ μὲν τῷ Κ, διαστήματι δὲ τῷ ΚΓ κύκλος γραφόμενος ἥξει καὶ διὰ τοῦ Μ σημείου, καὶ ἔσται ὡς ὁ ΓΜΟ, καὶ ἐφάψεται τοῦ ΑΒ κύκλου· καὶ γίνεται διχῶς τὸ πρόβλημα. Διὰ τοῦ δοθέντος ἄρα σημείου τοῦ Γ b, ὅ ἐστι μεταξὺ τοῦ ΑΒ κύκλου, καὶ τοῦ ἴσου τε καὶ παραλλήλου αὐτῷ, μέγιστος κύκλος γέγραπται ὁ ΓΝΞ, καὶ ὁ ΓΜΟ. [Ὁμοίως γὰρ ἐροῦμεν· ἐπεὶ κύκλου τοῦ ΕΖΗΓ ἐπὶ διαμέτρων τῶν ἀπὸ Ε, Γ σημείων ἴσα καὶ ὀρθὰ τμήματα κύκλων ἐφέσταται τὰ ΕΚ, ΓΘ καὶ τὰ τούτοις συνεχῇ, καί ἐστιν ἴση ἡ ΕΓ περιφέρεια τῇ ΓΗ περιφερείᾳ· ἴση ἄρα ἐστὶ καὶ ἡ ΓΚ εὐθεῖα τῇ ΘΗ εὐθείᾳ. Τετραγώνου δὲ ἡ ΘΗ, ἐκ πόλου γὰρ τοῦ ΕΒΗ κύκλου· τετραγώνου ἄρα καὶ ἡ ΓΚ, ἔτι δὲ καὶ ἡ ΚΜ τετραγώνου. Ὁ ἄρα πόλῳ μὲν τῷ Κ, διαστήματι δὲ ἑνὶ τῶν Γ, Μ κύκλος γραφόμενος ἥξει καὶ διὰ τοῦ λοιποῦ· καὶ φανερὸν, ὅτι ἐφάψεται τοῦ ΑΒ κύκλου.

Εἰ δέ τις λέγοι, τὴν ἀπολαμβανομένην ἴσην τῇ τοῦ τετραγώνου πλευρᾷ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου, εἶναι τὴν ΒΓ, δείξομεν οὕτως.

Ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ ΔΓ ἑκατέρᾳ τῶν ΔΕ, ΔΗ, ὧν ἡ ΔΒ ἴση ἐστὶν ἑκατέρᾳ τῶν ΔΜ, ΔΝ· λοιπὴ ἄρα ἡ ΒΓ ἴση ἐστὶν ἑκατέρᾳ τῶν ΝΗ, ΕΜ. Τετραγώνου δὲ ἡ ΒΓ, τετραγώνου ἄρα ἐστὶ καὶ ἑκατέρα τῶν ΝΗ, ΕΜ. Ἐπεὶ οὖν τετραγώνου ἐστὶν ἡ ΗΝ καὶ ἡ ΗΓ, ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΝΗ τῇ ΓΗ· ὁ ἄρα πόλῳ μὲν τῷ Η, διαστήματι δὲ τῷ ΓΗ, γραφόμενος κύκλος ἥξει διὰ τοῦ Ν σημείου. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ὁ πόλῳ μὲν τῷ Ε, διαστήματι δὲ τῷ ΕΓ, κύκλος γραφόμενος ἥξει διὰ τοῦ Μ σημείου. Καὶ ἔσται διχῶς τὸ πρόβλημα a].

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιϛ′. ΘΕΩΡ.

Οἱ ὁμοίας ἀφαιροῦντες ἐν σφαίρᾳ μέγιστοι κύκλοι παραλλήλων τινῶν κύκλων περιφερείας ἤτοι διὰ τῶν πόλων εἰσὶ τῶν παραλλήλων, ἢ τοῦ αὐτοῦ τῶν παραλλήλων ἐφ άπτονται.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ μέγιστοι κύκλοι οἱ ΑΗΓ, ΒΖΘΔ παραλλήλων τινῶν κύκλων τῶν ΑΒΓΔ ΕΖΗΘ ὁμοίας ἀφαιρείσθωσαν περιφερείας τὰς μεταξὺ αὐτῶν, τοῦτ’ ἔστι, τὴν ΑΒ τῇ ΕΖ ὁμοίαν· λέγω, ὅτι οἱ ΑΗΓ, ΒΖΘΔ κύκλοι ἤτοι διὰ τῶν πόλων εἰσὶ τῶν παραλλήλων, ἢ τοῦ αὐτοῦ ἐφάπτονται τῶν παραλλήλων.

Ἤτοι γὰρ ὁ ΑΗΓ κύκλος διὰ τῶν πόλων ἐστὶ τῶν παραλλήλων, ἤ οὔ.

Ἔστω πρότερον διὰ τῶν πόλων τῶν παραλλήλων· λέγω, ὅτι καὶ ὁ ΒΘΔ κύκλος διὰ τῶν πόλων ἐστὶ τῶν παραλλήλων, τοῦτ’ ἔστι, ὅτι τὸ Κ σημεῖον πόλος ἐστὶ τῶν παραλλήλων κύκλων τῶν ΑΒΓΔ, ΕΖΗΘ.

Μὴ γὰρ, ἀλλ’, εἰ δυνατὸν, ἔστω τὸ Λ σημεῖον πόλος τῶν παραλλήλων, καὶ διὰ τῶν Λ, Ζ σημείων μέγιστος κύκλος γεγράφθω ὁ ΑΖΜ· ὁμοία ἄρα ἐστὶν ἡ ΑΒΜ περιφέρεια τῇ ΕΖ. Ἀλλ’ ἡ ΕΖ τῇ ΑΒ ἐστιν ὁμοία, καὶ ἡ ΑΜ ἄρα τῇ ΑΒ ἐστιν ὁμοία, καί εἰσι τοῦ αὐτοῦ κύκλου· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΑΜ περιφέρεια τῇ ΑΒ περιφερείᾳ, ἡ μείζων τῇ ἐλάσσονι, ὅπερ ἐστὶν ἀδύνατον. Οὐκ ἄρα τὸ Λ σημεῖον πόλος ἐστὶ τῶν παραλλήλων. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι οὐδὲ ἄλλο, πλὴν τὸ Κ σημεῖον· τὸ Κ ἄρα σημεῖον πόλος ἐστὶ τῶν παραλλήλων. Οἱ ἄρα ΑΗΓ, ΒΘΔ κύκλοι διὰ τῶν πόλων εἰσὶ τῶν παραλλήλων.

Ἀλλὰ δὴ πάλιν μὴ ἔστω ὁ ΑΗΓ διὰ τῶν πόλων τῶν παραλλήλων. Ἤτοι δὴ ἐφάψεται τοῦ ΕΖΘ κύκλου, ἢ λοξὸς ἔσται πρὸς αὐτόν.

Ἐφαπτέσθω πρότερον κατὰ τὸ Ε, ὡς ἔχει ἐπὶ τῆς δευτέρας καταγραφῆς· λέγω, ὅτι καὶ ὁ ΖΒ ἐφάψεται.

Εἰ γὰρ δυνατὸν, μὴ ἐφαπτέσθω, καὶ γεγράφθω διὰ τοῦ Ζ σηποιῶν τὸ ἀπὸ τοῦ ΖΓ ἡμικύκλιον τῷ ἀπὸ τοῦ ΕΑ ἡμικυκλίῳ· ὁμοία ἄρα ἐστὶν ἡ ΓΑ περιφέρεια τῇ ΕΖ περιφερείᾳ. Ἀλλ’ ἡ ΕΖ τῇ ΑΒ ἐστιν ὁμοία, καὶ ἡ ΓΑ ἄρα τῇ b ΑΒ ἐστιν ὁμοία· καί εἰσι τοῦ αὐτοῦ κύκλου, ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΓΑ περιφέρεια τῇ ΑΒ περιφερείᾳ, ὅπερ ἐστὶν ἀδύνατον. Οὐκ ἄρα ὁ ΒΖ κύκλος τοῦ ΕΖΘ κύκλου οὐκ ἐφάψεται, ἐφάψεται ἄρα.

Ἀλλὰ δὴ ὁ ΑΗΓ λοξὸς ἔστω τοὺς παραλλήλους, ὡς ἔχει ἐπὶ τῆς τρίτης καταγραφὴς ·ἐφάψεται ἄρα δύο κύκλων ἴσων μὲν ἀλλήλοις, παραλλήλων δὲ τοῖς ΑΒΓΔ, ΕΖΗΘ· λέγω, ὅτι καὶ ὁ ΒΖΘΔ λοξός ἐστι πρὸς τοὺς παραλλήλους, καὶ τοῦ αὐτοῦ ἐφάψεται.

Εἰ γὰρ δυνατὸν, ὁ μὲν ΑΕΗΓ κύκλος ἐφαπτέσθω ἑνὸς τῶν παραλλήλων τοῦ ΜΞ κατά τὸ Λ σημεῖον, ὁ δὲ ΒΖΘΔ μὴ ἐφαπτέσθω· καὶ διὰ τοῦ Ζ σημείου, ὄντος μεταξὺ τοῦ τε ΛΜ κύκλου καὶ τοῦ ἴσου τε καὶ παραλλήλου αὐτῷ, μέγιστος κύκλος γεγράφθω, ἐφαπτόμενος τοῦ ΛΜ κατὰ το Μ σημεῖον ὁ ΝΖΜ, ἀσύμπτωτον ποιῶν τὸ ἀπὸ τοῦ ΛΑ ἡμικύκλιον τῷ ἀπὸ τοῦ ΜΝ d ἡμικυκλίῳ.

Ὁμοία ἄρα ἐστὶν ἡ ΑΒΝ περιφέρεια τῇ ΕΖ περιφερείᾳ· ἀλλ’ ἡ ΕΖ περιφέρεια τῇ ΑΒ ἐστὶν ὁμοία, [καὶ ἡ ΑΒΝ ἄρα τῇ ΑΒ ἐστιν ὁμοία e], καί εἰσι τοῦ αὐτοῦ κύκλου· ἴση ἄρα ἡ ΝΑ περιφέρεια τῇ ΑΒ περιφερείᾳ, ὅπερ ἐστὶν ἀδύνατον. Οὔκ ἄρα ὁ ΔΘΒ κύκλος οὐκ ἐφάψεται τοῦ ΛΜ κύκλου, ἐφάψεται ἄρα. Οἱ ΑΕΗΓ, ΒΖΘΔ ἄρα κύκλοι τοῦ αὐτοῦ τῶν παραλλήλων ἐφάπτονται.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιζ′. ΘΕΩΡ.

Οἱ ἴσας ἀφαιροῦντες ἐν σφαίρᾳ παράλληλοι κύκλοι μεγίστου τινὸς κύκλου περιφερείας, πρὸς τὸν μέγιστον τῶν παραλλήλων, ἴσοι εἰσὶν, οἱ δὲ μείζονας a, ἐλάσσονες.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ παράλληλοι κύκλοι οἱ ΑΒ, ΓΔ μεγίστου τινὸς κύκλου τοῦ ΑΒΓΔ περιφέρειαν τὴν ΒΖ, ἴσην τῇ ΓΖ περιφερείᾳ, ἀφαιρείσθωσαν πρὸς τὸν μέγιστον τῶν παραλλήλων τὸν ΕΖ· λέγω, ὅτι ἴσος ἐστὶν ὁ ΑΒ κύκλος τῷ ΓΔ κύκλῳ.

Ἔστω γὰρ τοῦ μὲν ΑΒ κύκλου καὶ τοῦ ΑΒΓΔ κοινὴ τομὴ ἡ ΑΒ, τοῦ δὲ ΕΖ κύκλου καὶ τοῦ ΑΒΓΔ κοινὴ τομὴ ἡ ΕΖ, τοῦ δὲ ΓΔ καὶ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου κοινὴ τομὴ ἡ ΓΔ.

Καὶ ἐπεὶ δύο ἐπίπεδα παράλληλα τὰ ΕΘΖ, ΓΚΔ ὑπὸ ἐπιπέδου τινὸς τέμνεται τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου, αἱ κοιναὶ ἄρα αὐτῶν τομαὶ παράλληλοί είσι· παράλληλος ἄρα ἐστὶν ἡ ΕΖ τῇ ΓΔ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ΑΒ τῇ ΕΖ παράλληλός ἐστι. Καὶ ἐπεὶ ἐν κύκλῳ τῷ ΑΒΓΔ δύο παράλληλοι ἠγμέναι εἰσὶν αἱ ΕΖ, ΓΔ ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΔΕ περιφέρεια τῇ ΓΖ περιφερείᾳ. Ἐὰν γὰρ ἐπιζεύξωμεν τὴν ΕΓ, ἔσονται αἱ ἐναλλὰξ γωνίαι ἴσαι· ἐν δὲ τοῖς ἴσοις κύκλοις αἱ ἴσαι γωνίαι ἴσας περιφερείας ἀφαιροῦσιν· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΕΔ περιφέρεια τῇ ΖΓ περιφερείᾳ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ΒΖ τῇ ΑΕ ἴση ἐστίν· ἀλλ’ ἡ ΒΖ τῇ ΖΓ ἴση ἐστὶ, καὶ ἡ ΑΕ ἄρα τῇ ΕΔ ἐστὶν ἴση, καὶ συναμφότεραι ἄρα αἱ ΑΕ, ΒΖ συναμφοτέραις ταῖς ΕΔ, ΖΓ ἴσαι εἰσίν. Ἐπεὶ οὖν ἡ ΕΑΛΒΖ περιφέρεια ὅλῃ τῇ ΖΓΜΔΕ περιφερείᾳ ἐστὶν ἴση, μέγιστοι γάρ εἰσι κύκλοι οἱ ΕΘΖ, ΑΒΓΔ, ὧν συναμφότεραι αἱ ΕΑ, ΖΒ συναμφοτέραις ταῖς ΕΔ, ΖΓ ἴσαι εἰσίν· λοιπὴ ἄρα ἡ ΑΛΒ λοιπῇ τῇ ΔΜΓ ἐστὶν ἴση, καί εἰσι τοῦ αὐτοῦ κύκλου· ἴση ἅρα ἐστὶν ἡ ΑΒ εὐθεῖα τῇ ΓΔ εὐθείᾳ.

Ἤτοι δὴ ὁ ΑΒΓΔ κύκλος τοὺς ΑΗΒ, ΔΚΓ κύκλους διὰ τῶν πόλων τέμνει, ἢ οὔ.

Τεμνέτω πρότερον διὰ τῶν πόλων, καὶ δίχα ἄρα αὐτοὺς τεμεῖ· ἡ μὲν ΑΒ ἄρα διάμετρός ἐστι τοῦ ΑΗΒ κύκλου, ἡ δὲ ΔΓ τοῦ ΔΚΓ κύκλου, καί ἐστιν ἡ ΑΒ τῇ ΓΔ ἴση· ἴσος ἄρα ἐστὶ καὶ ὁ ΑΗΒ κύκλος τῷ ΓΚΔ κύκλῳ.

Ἀλλὰ δὴ πάλιν μὴ τεμνέτω ὁ ΑΒΓΔ κύκλος τοὺς ΑΗΒ, ΓΚΔ κύκλους διὰ τῶν πόλων· καὶ εἰλήφθω ὁ πόλος τῶν παραλλήλων, καὶ ἔστω τὸ Ν σημεῖον, καὶ διὰ τοῦ Ν σημείου καὶ ἑνὸς τῶν τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου πόλων μέγιστος κύκλος γεγράφθω ὁ ΑΘΚΜΞ, καὶ τῇ ΛΝ περιφερείᾳ ἴση ἀπειλήφθω ἡ ΜΞ. Ἐπεὶ οὖν ἴση ἐστὶν ἡ ΛΝ περιφέρεια τῇ ΜΞ περιφερείᾳ, κοινὴ προσκείσθω ἡ ΝΚΜ περιφέρεια· ὅλη ἄρα ἡ ΛΗΜ περιφέρεια ὅλῃ τῇ ΝΚΜΞ περιφερείᾳ ἴση ἐστὶν. Ἡμικυκλίου δὲ ἡ ΛΚΜ, ἡμικυκλίου ἄρα ἐστὶ καὶ ἡ ΝΗΜΞ· κατὰ διάμετρον ἄρα ἐστὶ τὸ Ν σημεῖον τῷ Ξ σημείῳ· καί ἐστι τὸ Ν ὁ πόλος τῶν παραλλήλων κύκλων· καὶ τὸ Ξ ἄρα σημεῖον ὁ ἕτερος πόλος ἐστὶ τῶν παραλλήλων κύκλων. Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΑΒΓΔ, ΔΚΓ τέμνουσιν ἀλλήλους, διὰ δὲ τῶν πόλων αὐτῶν μέγιστος κύκλος γέγραπται ὁ ΛΘΚΞ· ὁ ΛΘΚΞ ἄρα δίχα τεμεῖ τὰ ἀπειλημμένα τμήματα τῶν κύκλων· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΓΜ περιφέρεια τῇ ΜΔ περιφερείᾳ, διπλῇ ἄρα ἐστὶν ἡ ΓΜΔ a περιφέρεια τῆς ΜΓ περιφερείας. Ὁμοίως δῆ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ΑΛΒ περιφέρεια τῆς ΑΛ περιφερείας διπλῆ ἐστι· καί ἐστιν ἴση ἡ ΔΜΓ περιφέρεια τῇ ΑΛΒ περιφερείᾳ· ἴση ἄρα καὶ ἡ ΜΔ περιφέρεια τῇ ΑΛ περιφερείᾳ. Κύκλου δή τινος τοῦ ΑΒΓΔ ἐπὶ διαμέτρου, τῆς ἀπὸ τοῦ Λ ἐπὶ τὸ Μ, τμήματα κύκλου ὀρθὰ καὶ ἴσα ἐφέσταται τὸ ΛΘΚΜ, καὶ τὸ ΜΞ καὶ τὸ τούτῳ συνεχές· καὶ ἀπὸ τούτων ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλημμέναι εἰσὶν αἱ ΛΝ, ΜΞ, ἐλάττους ἢ ἡμίσειαι b οὖσαι τῶν ὅλων, ἀπὸ δὲ τοῦ ἐξ ἀρχῆς κύκλου ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλημμέναι εἰσὶν αἱ ΑΛ, ΜΓ· ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Ν ἐπὶ τὸ Α ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἴση ἐστὶ τῇ ἀπὸ τοῦ Ξ ἐπὶ τὸ Γ ἐπιζευγνυμένῃ εὐθείᾳ. Καὶ ἡ μὲν ἀπὸ τοῦ Ν ἐπὶ τὸ Α ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἐκ τοῦ πόλου ἐστὶ τοῦ ΑΗΒ κύκλου, ἡ δὲ ἀπὸ τοῦ Ξ ἐπὶ τὸ Γ ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἐκ τοῦ πόλου ἐστὶ τοῦ ΓΚΔ κύκλου· ἡ ἄρα ἐκ τοῦ πόλου τοῦ ΑΗΒ κύκλου ἴση ἐστὶ τῇ ἐκ τοῦ πόλου τοῦ ΔΚΓ κύκλου. Ὡν δὲ κύκλων αἱ ἐκ τῶν πόλων ἴσαι εἰσὶν, ἴσοι εἰσὶν οἱ κύκλοι· ἴσος ἄρα ἐστὶν ὁ ΑΗΒ κύκλος τῷ ΔΚΓ κύκλῳ.

Ἀλλὰ δὴ πάλιν ἔστω μείζων ἡ ΓΖ περιφέρεια τῆς ΒΖ περιφερείας· λέγω, ὅτι ἐλάσσων ἐστὶν ὁ ΔΚΓ κύκλος τοῦ ΑΗΒ κύκλου.

Ἐπεὶ γὰρ μείζων ἐστὶν ἡ ΓΖ περιφέρεια τῆς ΖΒ περιφερείας, ἀφῃρήσθω ἀπὸ τῆς ΓΖ τῇ ΖΒ ἴση ἡ ΖΟ, καὶ διὰ τοῦ (ϲ) Ο τῷ ΕΘΖ κύκλῳ παράλληλος γεγράφθω ὁ ΟΡΠ· ἴσος ἄρα ἐστὶν ὁ ΠΡΟ κύκλος τῷ ΑΗΒ κύκλῳ, ἴση γάρ ἐστιν ἡ ΟΖ περιφέρεια τῇ ΖΒ περιφερείᾳ. Ὁ δὲ ΠΡΟ κύκλος μείζων ἐστὶ τοῦ ΔΚΓ κύκλου, ἔγγιον γὰρ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας ὁ ΠΡΟ κύκλος, ἤπερ ὁ ΔΚΓ κύκλος· καὶ ὁ ΑΗΒ ἄρα κύκλος μείζων ἐστὶ τοῦ ΔΚΓ κύκλου, ὥστε ὁ ΔΚΓ κύκλος ἐλάσσων ἐστὶ τοῦ ΑΗΒ κύκλου.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιη′. ΘΕΩΡ.

Ἐν σφαίρᾳ οἱ ἴσοι τε καὶ παράλληλοι κύκλοι ἴσας περιφερείας ἀφαιροῦσι μεγίστου τινὸς κύκλου πρὸς τὸν μέγιστον τῶν παραλλήλων, οἱ δὲ μείζονες ἐλάττονας.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ ἴσοι τε καὶ παράλληλοι κύκλοι οἱ ΑΒ; ΓΔ μεγίστου τινὸς κύκλου τοῦ ΑΒΓΔ περιφερείας τὰς ΒΖ, ΖΔ ἀφῃρήσθωσαν a πρὸς τὸν μέγιστον τῶν παραλλήλων τὸν ΕΖ· λέγω, ὅτι ἴση ἐστὶν ἡ ΒΖ περιφέρεια τῇ ΖΔ περιφερείᾳ.

Εἰ γὰρ μή ἐστιν ἡ ΒΖ περιφέρεια ἴση τῇ ΖΔ, οὐδὲ ἄρα ὁ ΑΒ κύκλος τῷ ΓΔ κύκλῳ ἴσος ἐστίν· ἔστι δέ· ἴση ἄρα καὶ ἡ ΒΖ τῇ ΖΔ.

Ἀλλὰ πάλιν ἔστω ὁ ΑΒ κύκλος μείζων τοῦ ΓΔ κύκλου· λέγω, ὅτι ἐλάσσων ἐστὶν ἡ ΒΖ τῆς ΖΔ περιφερείας.

Εἰ γὰρ μή ἐστιν ἐλάσσων ἡ ΒΖ περιφέρεια τῆς ΖΔ περιφερείας, οὐκ ἄρα ὁ ΑΒ κύκλος τοῦ ΓΔ κύκλου μείζων ἐστίν· ἔστι δέ· ἐλάσσων ἄρα ἐστὶν ἡ ΒΖ περιφέρεια τῆς ΖΔ περιφερείας.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιθ’. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος παραλλήλους τινὰς κύκλους τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ μὴ διὰ τῶν πόλων τέμνῃ, εἰς ἄνισα αὐτοὺς τεμεῖ, χωρὶς τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων. Τῶν δὲ ἀπολαμβανομένων τμημάτων ἐν ἑνὶ τῶν ἡμισφαιρίων, ἡμικυκλίων μὲν ἔσται μείζονα, ὅσα ἐστὶ μεταξὺ τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων καὶ τοῦ φανεροῦ πόλου· τὰ δὲ λοιπὰ ἐλάττονα, ὅσα ἐστὶ μεταξὺ τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων καὶ τοῦ ἀφανοῦς πόλου. Τῶν δὲ ἴσων τε καὶ παραλλήλων κύκλων τὰ ἐναλλὰξ τμήματα ἴσα ἀλλήλοις ἐστίν b.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΒΓΔ κύκλους τινὰς τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ παραλλήλους τοὺς ΑΔ, ΕΖ, ΒΓ μὴ διὰ τῶν πόλων τεμνέτω, μέγιστος δὲ τῶν παραλλήλων ἔστω ὁ ΕΖ· λέγω, ὅτι εἰς ἄνισα αὐτοὺς τεμεῖ, χωρὶς τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων τοῦ ΕΖ· τῶν δὲ ἀπολαμβανομένων τμημάτων ἐν ἑνὶ τῶν ἡμισφαιρίων, ἡμικυκλίων μὲν ἔσται μείζονα, ὅσα ἐστὶ μεταξὺ τοῦ τε ΕΖ καὶ τοῦ φανεροῦ πόλου, τὰ δὲ λοιπὰ ἐλάσσονα· τῶν δὲ ἴσων τε καὶ παραλλήλων κύκλων τὰ ἐναλλὰξ τμήματα ἴσα ἀλλήλοις ἐστίν.

Ἔστω γὰρ ὁ φανερὸς πόλος τῶν παραλλήλων τὸ Η σημεῖον, καὶ διὰ τῶν Ε, Η μέγιστος κύκλος γεγράφθω ὁ ΗΕΘ· ὁ ΗΕΘ ἄρα προσαναπληρούμενος ἥξει καὶ διὰ τοῦ Z σημείου, κατὰ διάμετρον γὰρ τὸ Ε τῷ Ζ, διὰ τὸ μέγιστον εἶναι ἑκάτερον τῶν ΕΖ, ΑΒΓΔ. Ἐρχέσθω, καὶ ἔστω ὡς ἡ ΗΝΖΚ, καὶ προσαναπεπληρώσθω ὁ ΒΓ κύκλος ἕως τῶν Θ, Κ σημείων.

Ἐπεὶ οὖν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΘΕΜΗΝΖΚ κύκλους τινὰς τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τοὺς ΑΜΝΔ, ΕΖ, ΘΒΓΚ διὰ τῶν πόλων τέμνει, δίχα τεμεῖ καὶ πρὸς ὀρθάς· ἡμικύκλιον ἄρα ἐστὶν ἕκαστον τῶν ΜΝ, ΕΖ, ΘΒΓΚ. Ἐπεὶ οὖν τὸ ΜΝ ἡμικύκλιόν ἐστι, τὸ ΑΜΝΔ ἄρα μεῖζόν ἐστιν ἡμικυκλίου. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ πάντα τὰ τμήματα τὰ μεταξὺ τοῦ τε ΕΖ κύκλου καὶ τοῦ Η πόλου μείζονά ἐστιν ἡμικυκλίων.

Πάλιν ἐπεὶ τὸ ΘΒΓΚ ἡμικύκλιόν ἐστι, τὸ ΒΓ ἄρα ἔλασσόν ἐστιν ἡμικυκλίου. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ πάντα τὰ τμήματα τὰ μεταξὺ τοῦ τε ΕΖ κύκλου καὶ τοῦ ἀφανοῦς πόλου, καὶ ὄντα ἐν τῷ αὐτῷ ἡμισφαιρίῳ, ἐλάττονά ἐστιν ἡμικυκλίων.

Ἀλλὰ δὴ πάλιν ἔστω ὁ ΑΔ κύκλος τῷ ΒΓ κύκλῳ ἴσος τε καὶ παράλληλος· λέγω, ὅτι τῶν ΑΔ, ΒΓ κύκλων τὰ ἐναλλὰξ τμήματα ἴσα ἀλλήλοις ἐστίν.

Ἐπεὶ γὰρ ὁ ΑΔ κύκλος τῷ ΒΓ κύκλῳ ἴσος ἐστὶ καὶ παράλληλος, ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ μὲν ΑΕ περιφέρεια τῇ ΕΒ περιφερείᾳ, ἡ δὲ ΔΖ περιφέρεια τῇ ΖΓ περιφερείᾳ· [ἀλλ’ ἡ μὲν ΑΕ τῇ ΔΖ ἐστιν ἴση, ἡ δὲ ΕΒ τῇ ΖΓ a] συναμφότεραι ἄρα αἱ ΑΕ, ΔΖ συναμφοτέραις ταῖς ΕΒ, ΖΓ ἴσαι εἰσίν· ἔστι δὲ καὶ ὅλη ἡ ΕΑΔΖ ὅλη τῇ ΕΒΓΖ ἴση, λοιπὴ ἄρα ἡ ΑΔ λοιπῇ τῇ ΒΓ ἴση ἐστὶ, διὰ τὸ ἡμικυκλίου εἶναι ἑκατέραν τῶν ΕΑΔΖ, ΕΒΓΖ, μέγιστοι γάρ εἰσιν οἱ ΑΒΓΔ, ΕΖ b. Καί εἰσι τοῦ αὐτοῦ κύκλου αἱ ΑΔ, ΒΓ περιφέρειαι, ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Α ἐπὶ τὸ Δ ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἴση ἐστὶ τῇ ἀπὸ τοῦ Β ἐπὶ τὸ Γ ἐπιζευγνυμένῃ εὐθείᾳ· καί ἐστιν ἡ μὲν ἀπὸ τοῦ Α ἐπὶ τὸ Δ ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἡ ὑπὸ τὴν ΑΔ περιφέρειαν ὑποτείνουσα, ἡ δὲ ἀπὸ τοῦ Β ἐπὶ τὸ Γ ἡ ὑπὸ τὴν ΒΓ περιφέρειαν ὑποτείνουσα εὐθεῖα· ἐν δὲ τοῖς ἴσοις κύκλοις αἱ ἴσαι εὐθεῖαι ἴσας περιφερείας ἀφαιροῦσι, τὴν μὲν μείζονα τῇ μείζονι, τὴν δὲ ἐλάττονα τῇ ἐλάττονι· ἡ μὲν ἄρα τοῦ ΑΔ κύκλου μείζων περιφέρεια ἴση ἐστὶ τῇ τοῦ ΒΓ κύκλου μείζονι περιφερείᾳ, ἡ δὲ τοῦ ΑΔ κύκλου ἐλάσσων περιφέρεια ἴση ἐστὶ τῇ τοῦ ΒΓ κύκλου ἐλάσσονι περιφερείᾳ. Καί ἐστι τὸ μὲν ΑΔ μεῖζον ἡμικυκλίου, τὸ δὲ ΒΓ ἐλάττον· τῶν ἄρα ΑΔ, ΒΓ κύκλων τὰ ἐναλλὰξ τμήματα ἴσα ἀλλήλοις ἐστίν.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ κ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος παραλλήλους τινὰς κύκλους τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ μὴ διὰ τῶν πόλων τέμνῃ, τῶν ἀπολαμβανομένων περιφερειῶν ἐν ἑνὶ τῶν ἡμισφαιρίων μείζονες ἢ ὅμοιαι ἔσονται αἱ ἔγγιον τοῦ φανεροῦ πόλου τῶν ἀπώτερον.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΒΓΔ παραλλήλους τινὰς κύκλους τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τοὺς ΑΒ, ΓΔ, ΕΖ μὴ διὰ τῶν πόλων τεμνέτω· λέγω, ὅτι τῶν ἀπολαμβανομένων περιφερειῶν ἐν ἑνὶ τῶν ἡμισφαιρίων μείζονες ἢ ὅμοιαι ἔσονται αἱ ἔγγιον τοῦ φανεροῦ πόλου τῶν ἀπώτερον· τοῦτ’ ἔστιν, ὅτι ἡ μὲν ΑΒ τῆς ΓΔ μείζων ἐστὶν ἢ ὁμοία, ἡ δὲ ΓΔ τῆς ΕΖ.

Ἔστω γὰρ ὁ φανερὸς πόλος τῶν παραλλήλων τὸ Η σημεῖον, καὶ διὰ τοῦ Η καὶ ἑκατέρου τῶν Γ, Δ μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΗΘΓ, ΗΚΔ.

Οἱ ἄρα ΗΘΓ, ΗΚΔ ὁμοίας ἀφαιροῦσι περιφερείας τὰς μεταξὺ αὐτῶν, ἡ ΘΚ ἄρα τῇ ΓΔ ἐστὶν ὁμοία, ἡ ΑΘΚΒ ἄρα τῆς ΓΔ μείζων ἐστὶν ἢ ὁμοία. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ΓΔ τῆς ΕΖ μείζων ἐστὶν ἢ ὁμοία, γραφόντων ἡμῶν διὰ τοῦ Η καὶ ἑκατέρου τῶν Ε, Ζ μεγίστους κύκλους.

Δύναται δὲ δειχθῆναι, καὶ μὴ γραφόντων ἡμῶν, μόνον δὲ προςαναπληρούντων τοὺς ΗΘΓ, ΗΚΔ, ΕΖ, ὡς ἐν τῷ θεωρήματι a.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ κα′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν ἴσαις σφαίραις ἐπὶ μεγίστων κύκλων μέγιστοι κύκλοι κεκλιμένοι ὦσιν, ὁποτερουοῦν αὐτῶν ὁ πόλος μετεωρότερος ᾖ, μᾶλλον ἔσται κεκλιμένος·ὧν δὲ κύκλων οἱ πόλοι ἴσον ἀπέχουσιν ἀπὸ τῶν ἐπιπέδων, ὁμοίως εἰσὶ κεκλιμένοι.

Ἐν γὰρ σφαίραις ἴσαις ἐπὶ μεγίστων κύκλων τῶν ΑΒΓΔ, ΕΖΗΘ μέγιστοι κύκλοι οἱ ΒΚΔ, ΖΛΘ κεκλιμένοι ἔστωσαν, καὶ ἔστω τοῦ μὲν ΒΚΔ κύκλου πόλος τὸ Μ σημεῖον, τοῦ δὲ ΖΛΘ κύκλου πόλος τὸ Ν σημεῖον, μετεωρότερον δὲ ἔστω τὸ Μ τοῦ Ν· λέγω, ὅτι ὁ ΒΚΔ κύκλος πρὸς τὸν ΑΒΓΔ κύκλον μᾶλλον κέκλιται, ἤπερ ὁ ΖΛΘ κύκλος πρὸς τὸν ΕΖΗΘ.

Γεγράφθω διὰ μὲν τοῦ Μ καὶ ἑνὸς τῶν τοῦ ΑΒΓΔ πόλων μέγιστος κύκλος ὁ ΑΚΜΓ, διὰ δὲ τοῦ Ν καὶ ἑνὸς τῶν τοῦ ΕΖΗΘ κύκλου πόλων μέγιστος κύκλος ὁ ΕΛΝΗ· καὶ ἔστω τοῦ μὲν ΑΒΓΔ κύκλου καὶ τοῦ ΒΚΔ κοινὴ τομὴ ἡ ΒΔ, τοῦ δὲ ΑΒΓΔ κύκλου καὶ τοῦ ΑΚΜΓ κοινὴ τομὴ ἡ ΑΓ, τοῦ δὲ ΒΚΔ καὶ τοῦ ΑΚΜΓ κοινὴ τομὴ ἡ ΚΞ· καὶ ἔτι τοῦ μὲν ΕΖΗΘ κύκλου καὶ τοῦ ΖΛΘ κοινὴ τομὴ ἡ ΖΘ, τοῦ δὲ ΕΖΗΘ κύκλου καὶ τοῦ ΕΛΝΗ κοινὴ τομὴ ἡ ΕΗ, τοῦ δὲ ΕΛΝΗ καὶ τοῦ ΖΛΘ κοινὴ τομὴ ἡ ΛΟ.

Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΚΜΓ κύκλους τινὰς τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τοὺς ΑΒΓΔ, ΒΚΔ διὰ τῶν πόλων τέμνει, δίχα τε αὐτοὺς τεμεῖ καὶ πρὸς ὀρθάς· ὁ ΑΚΜΓ ἄρα κύκλος ὀρθός ἐστι πρὸς ἑκάτερον τῶν ΑΒΓΔ, ΒΚΔ κύκλων, ὥστε καὶ ἑκάτερος τῶν ΑΒΓΔ, ΒΚΔ κύκλων ὀρθός ἐστι πρὸς τὸν ΑΚΜΓ κύκλον. Ἐὰν δὲ δύο ἐπίπεδα τέμνοντα ἄλληλα ἐπιπέδῳ τινὶ πρὸς ὀρθὰς ᾖ, καὶ ἡ κοινὴ αὐτῶν τομὴ τῷ αὐτῷ ἐπιπέδῳ πρὸς ὀρθὰς ἔσται· καὶ ἡ κοινὴ ἄρα τομὴ τῶν ΑΒΓΔ, ΒΚΔ κύκλων ἡ ΒΔ ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΑΚΜΓ κύκλον, ὥστε καὶ πρὸς πάσας τὰς ἁπτομένας αὐτῆς εὐθείας, καὶ οὔσας ἐν τῷ αὐτῷ ἐπιπέδῳ τοῦ ΑΚΜΓ κύκλου, ὀρθὰς ποιήσει γωνίας. Ἅπτεται δὲ τῆς ΒΞΔ ἑκατέρα τῶν ΚΞ, ΞΑ, οὖσα ἐν τῷ τοῦ ΑΚΜΓ κύκλου ἐπιπέδῳ· ἡ ΒΞ ἄρα πρὸς ἑκατέραν τῶν ΚΞ, ΞΑ ὀρθή ἐστι. Καὶ ἐπεὶ δύο ἐπίπεδα τέμνει ἄλληλα τὰ ΑΒΓΔ, ΒΚΔ, καὶ τῇ κοινῇ αὐτῶν τομῇ τῇ ΒΔ πρὸς ὀρθὰς ἠγμέναι εἰσὶν ἡ ΚΞ, ΞΑ, ἡ μὲν ΚΞ ἐν τῷ τοῦ ΒΚΔ κύκλου ἐπιπέδῳ, ἡ δὲ ΞΑ ἐν τῷ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἐπιπέδῳ· ἡ ἄρα ὑπὸ ΚΞΑ γωνία ἡ κλίσις ἐστὶν, ἐν ᾗ κέκλιται τὸ ΒΚΔ ἐπίπεδον πρὸς τὸ ΑΒΓΔ ἐπίπεδον. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ὑπὸ ΛΟΕ γωνία ἡ κλίσις ἐστὶν, ἐν ᾗ κέκλιται τὸ ΖΛΘ ἐπίπεδον πρὸς τὸ ΕΖΘ ἐπίπεδον. Λέγω δὴ, ὅτι ἐλάσσων ἐστὶν ἡ ὑπὸ ΚΞΑ γωνία τῆς ὑπὸ ΛΟΕ γωνίας.

Ἐπεὶ γὰρ μετεωρότερον ἐστὶ τὸ Μ τοῦ Ν, ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Μ κάθετος ἀγομένη ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἐπίπεδον μείζων ἐστὶ τῆς ἀπὸ τοῦ Ν καθέτου ἀγομένης ἐπὶ τὸ τοῦ ΕΖΗΘ κύκλου ἐπίπεδον. Ἀλλ’ ἡ μὲν ἀπὸ τοῦ Μ κάθετος ἀγομένη ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἐπίπεδον ἐπὶ τὴν κοινὴν τομὴν πίπτει τοῦ τε ΑΚΜΓ κύκλου καὶ τοῦ ΑΒΓΔ, τοῦτ’ ἔστι, τὴν ΑΓ, διὰ τὸ ὀρθὰ εἶναι πρὸς ἄλληλα τὰ ΑΚΜΓ, ΑΒΓΔ ἐπίπεδα, ἡ δὲ ἀπὸ τοῦ Ν κάθετος ἀγομένη ἐπὶ τὸ τοῦ ΕΖΗΘ κύκλου ἐπίπεδον ἐπὶ τὴν ΕΗ πίπτει· ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Μ κάθετος ἀγομένη ἐπὶ τὴν ΑΓ μείζων ἐστὶ τῆς ἀπὸ τοῦ Ν ἐπὶ τὴν ΕΗ ἀγομένης καθέτου. Ἐπεὶ οὖν δύο τμήματα κύκλων ἴσα ἐστὶ τὰ ΑΚΜΓ, ΕΛΝΗ, καὶ τυχόντα σημεῖα τὰ Μ, Ν, καί ἐστιν ἡ ἀπὸ τοῦ Μ κάθετος ἀγομένη ἐπὶ τὴν ΑΓ μείζων τῆς ἀπὸ τοῦ Ν ἀγομένης καθέτου ἐπὶ τὴν ΕΗ· μείζων ἄρα ἐστὶν καὶ ἡ ΜΓ περιφέρεια τῆς ΝΗ περιφερείας. Ἴση δὲ ἡ ΜΚ περιφέρεια τῇ ΝΛ περιφερείᾳ, ἑκατέρα γὰρ αὐτῶν ἴση ἐστὶ τῇ, ὑφ’ ἣν ὑποτείνει ἡ τοῦ τετραγώνου πλευρὰ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου· ὅλη ἄρα ἡ ΚΜΓ περιφέρεια ὅλης τῆς ΛΝΗ περιφερείας μείζων ἐστίν. Ἐπεὶ οὖν ὅλη ἡ ΑΚΜΓ ὅλῃ τῇ ΕΛΝΗ ἴση ἐστὶν, ὧν ἡ ΚΜΓ τῆς ΛΝΗ μείζων ἐστὶ, λοιπὴ ἄρα ἡ ΑΚ περιφέρεια λοιπῆς τῆς ΕΛ περιφερείας ἐλάσσων ἐστί. Καὶ βέβηκεν ἐπὶ μὲν τῆς ΑΚ γωνία ἡ ὑπὸ ΚΞΑ, ἐπὶ δὲ τῆς ΛΕ γωνία ἡ ὑπὸ ΛΟΕ· ἐλάσσων ἄρα ἐστὶ καὶ ἡ ὑπὸ ΚΞΑ γωνία τῆς ὑπὸ ΛΟΕ. Καὶ ἐπεὶ ἡ μὲν ὑπὸ ΚΞΑ γωνία ἡ κλίσις ἐστὶν, ἐν ἡ κέκλιται τὸ ΒΚΔ ἐπίπεδον πρὸς τὸ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἐπίπεδον, ἡ δὲ ὑπὸ ΛΟΕ γωνία ἡ κλίσις ἐστὶν, ἐν ᾗ κέκλιται τὸ ΖΛΘ ἐπίπεδον πρὸς τὸ ΕΖΗΘ ἐπίπεδον· ἡ ἄρα τοῦ ΒΚΔ κύκλου πρὸς τὸν ΑΒΓΔ κύκλον κλίσις ἐλάσσων ἐστὶ τῆς τοῦ ΖΛΘ κύκλου πρὸς τὸν ΕΖΗΘ κύκλον κλίσεως. Ὁ ΒΚΔ ἄρα κύκλος πρὸς τὸν ΑΒΓΔ κύκλον μᾶλλον κέκλιται, ἤπερ ὁ ΖΛΘ κύκλος πρὸς τὸν ΕΖΗΘ κύκλον.

Ἀλλὰ δὴ πάλιν τῶν ΒΚΔ, ΖΛΘ κύκλων οἱ πόλοι ἴσον ἀπεχέτωσαν τῶν ἐπιπέδων, τοῦτ’ ἔστιν, ἔστω ἡ ἀπὸ τοῦ Μ κάθετος ἀγομένη ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἐπίπεδον ἴση τῇ ἀπὸ τοῦ Ν καθέτῳ ἀγομένῃ ἐπὶ τὸ τοῦ ΕΖΗΘ κύκλου ἐπίπεδον· λέγω, ὅτι οἱ ΒΚΔ, ΖΛΘ κύκλοι πρὸς τοὺς ΑΒΓΔ, ΕΖΗΘ κύκλους ὁμοίως εἰσὶ κεκλιμένοι, τοῦτ’ ἔστιν, ὅτι ἴση ἐστὶν ἡ ὑπὸ ΚΞΑ γωνία τῇ ὑπὸ ΛΟΕ γωνίᾳ.

Τῶν γὰρ αὐτῶν κατασκευασθέντων ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι ἡ μὲν ὑπὸ ΚΞΑ γωνία ἡ κλίσις ἐστὶν, ἐν ᾖ κέκλιται τὸ τοῦ ΒΚΔ κύκλου ἐπίπεδον πρὸς τὸ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἐπίπεδον, ἡ δὲ ὑπὸ ΛΟΕ γωνία ἡ κλίσις ἐστὶν, ἐν ᾗ κέκλιται τὸ τοῦ ΖΛΘ κύκλου ἐπίπεδον πρὸς τὸ τοῦ ΕΖΗΘ κύκλου ἐπίπεδον· λέγω οὖν, ὅτι ἴση ἐστὶν ἡ ὑπὸ ΚΞΑ γωνία τῇ ὑπὸ ΛΟΕ γωνίᾳ.

Ἐπεὶ οὖν δύο τμήματα κύκλων ἴσα ἐστὶ τὰ ΑΚΜΓ, ΕΛΝΗ, καὶ τυχόντα σημεῖα τὰ Μ, Ν, καί ἐστιν ἡ ἀπὸ τοῦ Μ ἐπὶ τὴν ΑΓ κάθετος ἀγομένη ἴση τῇ ἀπὸ τοῦ Ν ἐπὶ τὴν ΕΗ καθέτῳ ἀγομένῃ· ἴση ἄρα ἐστὶ καὶ ἡ ΜΓ περιφέρεια τῇ ΗΝ περιφερείᾳ. Ἔστι δὲ καὶ ἡ ΜΚ τῇ ΛΝ ἴση, ἑκατέρα γὰρ αὐτῶν ἴση ἐστὶ τῇ, ὑφ’ ἣν ὑποτείνει ἡ τοῦ τετραγώνου πλευρὰ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον γραφομένου· καὶ ὅλη ἄρα ἡ ΚΜΓ ὅλῃ τῇ ΛΝΗ περιφερείᾳ ἴση ἐστίν· ἔστι δὲ καὶ ὅλη ἡ ΑΚΜΓ ὅλῃ τῇ ΕΛΝΗ ἴση, λοιπὴ ἄρα ἡ ΑΚ περιφέρεια λοιπῇ τῇ ΕΛ περιφερείᾳ ἐστὶν ἴση. Καὶ βέβηκεν ἐπὶ μὲν τῆς ΑΚ περιφερείας γωνία ἡ ὑπὸ ΚΞΑ, ἐπὶ δὲ τῆς ΛΕ γωνία ἡ ὑπὸ ΛΟΕ· ἴση ἄρα ἐστὶ καὶ ἡ ὑπὸ ΚΞΑ γωνία τῇ ὑπὸ ΛΟE. Καί ἐστιν ἡ μὲν ὑπὸ ΚΞΑ γωνία ἡ κλίσις, ἐν ᾗ κέκλιται τὸ τοῦ ΒΚΔ κύκλου ἐπίπεδον πρὸς τὸ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἐπίπεδον, ἡ δὲ ὑπὸ ΛΟΕ γωνία ἡ κλίσις ἐστὶν, ἐν ᾗ κέκλιται τὸ τοῦ ΖΛΘ κύκλου ἐπίπεδον πρὸς τὸ τοῦ ΕΖΗΘ κύκλου ἐπίπεδον· ἡ ἄρα κλίσις, ἐν ᾗ κέκλιται ὁ ΒΚΔ κύκλος πρὸς τὸν ΑΒΓΔ κύκλον, ἴση ἐστὶ τῇ κλίσει τοῦ ΖΛΘ κύκλου πρὸς τὸν ΕΖΗΘ κύκλον.

Οἱ ΒΚΔ, ΖΛΘ ἄρα κύκλοι πρὸς τοὺς ΑΒΓΔ, ΕΖΗΘ κύκλους ὁμοίως εἰσὶ κεκλιμένοι. Ἐμάθομεν γὰρ, ὅτι ἐπίπεδον πρὸς ἐπίπεδον ὁμοίως κεκλίσθαι λέγεται, καὶ ἕτερον πρὸς ἕτερον, ὅταν αἱ τῇ κοινῇ τομῇ τῶν ἐπιπέδων πρὸς ὀρθὰς γωνίας ἀγόμεναι εὐθεῖαι ἐν ἑκατέρῳ τῶν ἐπιπέδων. πρὸς τοῖς αὐτοῖς σημείοις ἴσας γωνίας περιέχωσιν.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ κβ’. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος κύκλου τινὸς τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ ἐφάπτηται, ἕτερον δὲ τούτῳ παράλληλον τέμνῃ μεταξὺ ὄντα τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας καὶ οὗ ἐφάπτεται ὁ μέγιστος κύκλος· ἔτι δὲ ὁ a πόλος τοῦ μεγίστου μεταξὺ ᾖ τῶν παραλλήλων, καὶ γραφῶσι μέγιστοι κύκλοι ἐφαπτόμενοι τοῦ μείζονος τῶν παραλλήλων· κεκλιμένοι ἔσονται πρὸς τὸν μέγιστον κύκλον, καὶ ὀρ θότατος μὲν ἔσται ὁ τὴν συναφὴν ἔχων κατὰ τὴν διχοτομίαν τοῦ μείζονος τμήματος, ταπεινότατος δὲ ὁ τὴν συναφὴν ἔχων κα τὰ τὴν διχοτομίαν τοῦ ἐλάσσονος τμήματος· τῶν δὲ ἄλλων οἱ μὲν ἴσον ἀπέχοντες ὁποτεραςοῦν τῶν διχοτομιῶν ὁμοίως εἰσὶ a κεκλιμένοι· ἀεὶ δὲ ὁ ποῤῥώτερον τὴν συναφὴν ἔχων τῆς διχοτομίας τοῦ μείζονος τμήματος, τοῦ ἔγγιον μᾶλλον ἔσται κεκλιμένος. Ἔτι δὲ οἱ b πόλοι τῶν μεγίστων ἐπὶ ἑνὸς ἔσονται κύκλου παραλλήλου τε καὶ ἐλάσσονος, ἡ ἐστιν ἐκεῖνος, οὗ ἐφάψεται ὁ ἐξ ἀρχῆς μέγιστος κύκλος.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΒΓ κύκλου τινὸς τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τοῦ ΑΔ ἐφαπτέσθω κατὰ τὸ Α σημεῖον, ἕτερον δὲ τούτῳ παράλληλον τὸν ΕΖΗΘ τεμνέτω μεταξὺ ὄντα τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας καὶ τοῦ ΑΔ κύκλου· ἔτι δὲ ὁ πόλος τοῦ ΑΒΓ κύκλου μεταξὺ ἔστω τῶν ΑΔ, ΕΖΗΘ, καὶ ἔστω τὸ Κ σημεῖον, καὶ γεγράφθωσαν μέγιστοι κύκλοι οἱ ΜΝΞ, ΒΖΓ, ΟΠΡ, ΣΤ, ΘΥ ἐφαπτόμενοι τοῦ μείζονος τῶν παραλλήλων τοῦ ΕΖΗΘ, καὶ ἔστω ὁ μὲν ΒΖΓ κύκλος κατὰ τὴν διχοτομίαν τοῦ μείζονος τμήματος τοῦ ΕΖΗΘ κατὰ τὸ Ζ σημεῖον, ὁ δὲ ΥΘ κατὰ τὴν διχοτομίαν τοῦ ἐλάσσονος τμήματος τοῦ ΕΖΗΘ κύκλου κατὰ τὸ Θ σημεῖον, οἱ δὲ ΜΝΞ, ΟΠΡ ἴσον ἀπεχέτωσαν ὁποτερασοῦν τῶν διχοτομιῶν, ὁ δὲ ΤΣ ἔστω ὡς ἔτυχε· λέγω, ὅτι οἱ ΜΝΞ, ΒΖΓ, ΟΠΡ, ΣΤ, ΥΘ κύκλοι κεκλιμένοι ἔσονται πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον καὶ ὀρθότατος μὲν αὐτῶν ἔσται ὁ ΒΖΓ, ταπεινότατος δὲ ὁ ΥΘ, οἱ δὲ ΜΝΞ, ΟΠΡ ὁμοίως ἔσονται κεκλιμένοι, ὁ δὲ ΣΤ πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον μᾶλλον κέκλιται, ἤπερ ὁ ΟΠΡ· ἔτι δὲ οἱ πόλοι τῶν ΜΝΞ, ΒΖΓ, ΟΠΡ, ΣΤ, ΥΘ ἐπὶ ἑνὸς ἔσονται κύκλου παραλλήλου τε καὶ ἐλάσσονος τοῦ ΑΔ.

Εἰλήφθω γὰρ ὁ πόλος τῶν παραλλήλων τῶν ΑΔ, ΕΖΗΘ, καὶ ἔστω τὸ Λ σημεῖον, καὶ διὰ τῶν Α, Λ σημείων μέγιστος κύκλος γεγράφθω ὁ ΑΛ. Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΑΒΓ, ΑΔ ἐφάπτονται ἀλλήλων, διὰ δὲ τῶν τοῦ ἑνὸς πόλων καὶ τῆς ἀφῆς μέγιστος κύκλος γέγραπται ὁ ΑΛ· ὁ ΑΛ ἄρα ἥξει καὶ διὰ τῶν τοῦ ΑΒΓ c κύκλου πόλων, καὶ ἔσται ὀρθὸς πρὸς αὐτόν. Καί ἐστι τοῦ ΑΒΓ κύκλου πόλος τὸ Κ σημεῖον· ὁ ΑΛ ἄρα προςαναπληρούμενος ἥξει καὶ διὰ τοῦ Κ. Ἐρχέσθω, καὶ ἔστω ὡς ὁ ΑΛΚ. Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΑΒΓ, ΕΖΗΘ τέμνουσιν ἀλλήλους, διὰ δὲ τῶν πόλων αὐτῶν μέγιστος κύκλος γέγραπται ὁ ΑΛΚ· ὁ ΑΛΚ ἄρα δίχα τεμεῖ τὰ ἀπειλημμένα τμήματα τῶν κύκλων. Καί ἐστι a τοῦ μὲν ΕΖΗ τμήματος διχοτομία τὸ Ζ, τοῦ δὲ ΕΘΗ τμήματος διχοτομία τὸ Θ· ὁ ΑΛΚ ἄρα προσαναπληρούμενος ἥξει καὶ διὰ τῶν Ζ, Θ σημείων. Ἐρχέσθω, καὶ ἔστω ὡς ὁ ΘΑΛΚΖ. Καὶ ἐπεὶ τὸ Κ σημεῖον πόλος ἐστὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου, καί ἐστιν ὁ ΑΒΓ μέγιστος· ἡ ΑΚ ἄρα ἴση ἐστὶ τῇ, ὑφ’ ἣν ὑποτείνει ἡ τοῦ τετραγώνου πλευρὰ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου. Καὶ ἐπεὶ ὁ ΕΖΗΘ ἐλασσων ἐστὶ τοῦ μεγίστου, καί ἐστι μεταξὺ τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας καὶ τοῦ ΑΔ, καί ἐστιν αὐτοῦ πόλος τὸ Λ σημεῖον· ἡ ΛΖ ἄρα ἐλάσσων ἐστὶ τῆς, ὑφ’ ἣν ὑποτείνει ἡ τοῦ τετραγώνου πλευρὰ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου. Ἐπεὶ οὖν ἡ μὲν ΑΚΖ μείζων ἐστὶ τῆς, ὑφ’ ἣν ὑποτείνει ἡ τοῦ τετραγώνου πλευρὰ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου, ἡ δὲ ΛΖ ἐλάσσων· ἐὰν ἄρα τῇ, ὑφ’ ἣν ὑποτείνει ἡ τοῦ τετραγώνου πλευρὰ, τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου, ἀπὸ τοῦ Ζ σημείου ἴσην ἀπολάβωμεν περιφέρειαν, μεταξὺ τῶν Α, Λ σημείων πεσεῖται. Ἀπειλήφθω αὐτῇ ἴση, καὶ ἔστω ἡ ΖΦ· καὶ πόλῳ μὲν τῷ Λ, διαστήματι δὲ τῷ ΛΦ κύκλος γεγράφθω ὁ ΦΧΨΩ, παράλληλος ἄρα ἐστὶ τοῖς ΑΔ, ΕΖΗΘ κύκλοις. Καὶ διὰ τοῦ Λ σημείου καὶ ἑκάστου τῶν Π, Ν, Τ σημείων μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΝΛΩ, ΠΛΧ, ΤΑΨ.

Καὶ ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ μέν ΝΛ τῇ ΛΖ, ἐκ τοῦ πόλου γὰρ τοῦ ΕΖΗΘ κύκλου, ἡ δὲ ΛΩ τῇ ΛΦ, ἐκ τοῦ πόλου b γὰρ τοῦ ΦΧΨΩ· ὅλη ἄρα ἡ ΝΛΩ ὅλῃ τῇ ΖΛΦ ἐστιν ἴση. Καί ἐστιν ἡ ΖΛΦ ἴση τῇ, ὑφ’ ἥν ὑποτείνει ἡ τοῦ τετραγώνου πλευρὰ τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου· καὶ ἡ ΝΛΩ ἄρα ἴση ἐστὶ τῇ, ὑφ’ ἣν ὑποτείνει ἡ τοῦ τετραγώνου πλευρὰ τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἑκάστη τῶν ΧΛΠ, ΨΛΤ, ΛΘ ἴση ἐστὶ τῇ, ὑφ’ ἣν ὑποτείνει ἡ τοῦ τετραγώνου πλευρὰ τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου. Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΜΝΞ, ΕΖΗΘ ἐφάπτονται ἀλλήλων, διὰ δὲ τῶν τοῦ ἑνὸς τοῦ ΕΖΗΘ πόλων καὶ τῆς ἁφῆς μέγιστος κύκλος γέγραπται ὁ ΝΛΩ· ὁ ἄρα ΝΛΩ ἥξει καὶ διὰ τῶν τοῦ ΜΝΞ πόλων, καὶ ἔσται ὀρθὸς πρὸς αὐτόν. Καὶ ἐπεὶ ὁ ΜΝΞ κύκλος μέγιστός ἐστιν, ἡ ἄρα ἐκ τοῦ πόλου αὐτοῦ ἴση ἐστὶ τῇ, ὑφ’ ἣν ὑποτείνει ἡ τοῦ τετραγώνου πλευρὰ τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου· καί ἐστιν ἡ ΝΛΩ ἴση τῇ, ὑφ’ ἣν ὑποτείνει ἡ τοῦ τετραγώνου πλευρὰ τοῦ εἰς τὸν μέγιστον κύκλον ἐγγραφομένου, ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Ν ἐπὶ τὸ Ω ἐκ τοῦ πόλου ἐστὶ τοῦ ΜΝΞ κύκλου· τὸ Ω ἄρα σημεῖον πόλος ἐστὶ τοῦ ΜΝΞ κύκλου. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ τὸ μὲν Φ σημεῖον πόλος ἐστὶ τοῦ ΒΖΓ κύκλου, τὸ δὲ Χ τοῦ ΟΠΡ, τὸ δὲ Ψ τοῦ ΣΤ, καὶ ἔτι τὸ τ τοῦ ΥΘ· οἱ ΜΝΞ, ΒΖΓ, ΟΠΡ, ΣΤ, ΥΘ κύκλοι ἄρα τοὺς πόλους ἔχουσιν ἐπὶ ἑνὸς κύκλου παραλλήλου τε καὶ ἐλάσσονος τοῦ ΑΔ.

Λέγω δὴ, ὅτι οἱ ΜΝΞ, ΒΖΓ, ΟΠΡ, ΣΤ, ΥΘ κύκλοι πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον κεκλιμένοι εἰσὶ, καὶ ὅτι ὀρθότατος μέν ἐστιν αὐτῶν ὁ ΒΖΓ, ταπεινότατος δὲ ὁ ΥΘ, οἱ δὲ ΜΝΞ, ΟΠΡ ὁμοίως εἰσὶ κεκλιμένοι, ὁ δὲ ΣΤ πρὸς τὸν ΑΓΒ κύκλον μᾶλλον κέκλιται, ἤπερ ὁ ΟΠΡ πρὸς τὸν ΑΒΓ.

Ἐπεὶ γὰρ ἴση ἐστὶν ἡ ΝΖ περιφέρεια τῇ ΖΠ περιφερείᾳ, καί εἰσι τοῦ αὐτοῦ κύκλου· ὁμοία ἄρα ἐστὶν ἡ ΝΖ περιφέρεια τῇ Ζ ΖΠ περιφερείᾳ. Ἀλλ’ ἡ μὲν Ν τῇ Ϛτ′ ἐστιν ὁμοία, ἡ δὲ ΖΠ τῇ τη, καί εἰσι τοῦ αὐτοῦ κύκλου· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ Ϛ τ περιφέρεια τῇ ητ περιφερείᾳ. Ἀλλ’ ἡ μὲν ητ περιφέρεια τῇ ΧΦ περιφερείᾳ ἴση ἐστὶ, κατὰ κορυφὴν γὰρ, ἡ δὲ Ϛτ τῇ ΦΩ· καὶ ἡ ΦΩ ἄρα περιφέρεια ἴση ἐστὶ τῇ ΧΦ. Κύκλου δέ τινος τοῦ ΦΧΨΩ ἐπὶ διαμέτρου, τῆς ἀπὸ τοῦ Φ ἐπὶ τὸ τ, κύκλου τμῆμα ὀρθὸν ἐφέσταται τὸ ΦΚ τ a, καὶ ἀπειλημμένη ἐστὶν ἐλάσσων ἢ ἡμίσεια οὖσα τοῦ ὅλου τμήματος περιφέρεια ἡ τ Κ, ἀπὸ δὲ τοῦ ἐξ ἀρχῆς κύκλου ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλημμέναι εἰσὶν αἱ ΧΦ, ΦΩ· ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Κ σημείου ἐπὶ τὸ Χ ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἴση ἐστὶ τῇ ἀπὸ τοῦ Κ ἐπὶ τὸ Ω ἐπιζευγνυμένῃ εὐθείᾳ· ὁ ἄρα πόλῳ μὲν τῷ Κ, διαστήματι δὲ τῷ ΚΧ κύκλος γραφόμενος ἥξει καὶ διὰ τοῦ Ω. Ἐρχέσθω, καὶ ἔστω ὡς ὁ ΧΙΩ· παράλληλος ἄρα ἐστὶν ὁ ΧΙΩ τῷ ΑΒΓ, περὶ γὰρ τοὺς αὐτοὺς πόλους ἐστὶν αὐτῷ, τὸ γὰρ Κ σημεῖον πόλος ἐστὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου. Καὶ ἐπεὶ παράλληλός ἐστιν ὁ ΧΙΩ κύκλος τῷ ΑΒΓ κύκλῳ, ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Χ κάθετος ἀγομένη ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον ἴση ἐστὶ τῇ ἀπὸ τοῦ Ω καθέτῳ ἀγομένῃ ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον. Καὶ ἡ ἀπὸ τοῦ Ι κάθετος ἀγομένη ἴση ἐστὶν ἑκατέρᾳ τῶν ἀπὸ τοῦ Χ, Ω καθέτων ἀγομένων, ἡ δὲ ἀπὸ τοῦ Ι κάθετος ἀγομένη ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον μείζων ἐστὶ τῆς ἀπὸ τοῦ Φ καθέτου ἀγομένης ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον· καὶ ἡ ἀπὸ τοῦ Ω ἄρα κάθετος ἀγομένη ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον μείζων ἐστὶ τῆς ἀπὸ τοῦ Φ καθέτου ἀγομένης ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον. Ὡσαύτως δὲ καὶ ἡ ἀπὸ τοῦ Χ κάθετος μείζων ἐστὶ τῆς ἀπὸ τοῦ Φ καθέτου, ἑκατέρα γὰρ αὐτῶν ἴση ἐστὶ τῇ ἀπὸ τοῦ Ι ἀγομένῃ. Μετεωρότερον ἄρα ἐστὶ τὸ Ω τοῦ Φ· καί ἐστι τὸ μὲν Ω πόλος τοῦ ΜΝ κύκλου, τὸ δὲ Φ τοῦ ΒΖΓ· ὁ ἄρα τοῦ ΜΝΞ κύκλου πόλος μετεωρότερός ἐστι τοῦ ΒΖΓ κύκλου πόλου. Ὧν δὲ κύκλων οἱ πόλοι μετεωρότεροί εἰσι, μᾶλλόν εἰσι κεκλιμένοι, ὁ ΜΝΞ ἄρα κύκλος πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον μᾶλλον κέκλιται, ἤπερ ὁ ΒΖΓ κύκλος· ὁ ἄρα ΒΖΓ κύκλος ὀρθότερός ἐστι τοῦ ΜΝΞ κύκλου. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ πάντων τῶν τοῦ ΕΖΗΘ κύκλων ἐφαπτομένων ὁ ΒΖΓ ὀρθότερός ἐστιν· ὀρθότατος ἄρα ἐστὶν ὁ ΒΖΓ.

Λέγω δὴ, ὅτι καὶ ὁ ΥΘ κύκλος ταπεινότατός ἐστιν.

Ἐπεὶ γὰρ ἡ ἀπὸ τοῦ τ κάθετος ἀγομένη ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον μείζων ἐστὶ τῆς ἀπὸ τοῦ Ψ καθέτου ἀγομένης ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον· μετεωρότερον ἄρα ἐστὶ τὸ τ τοῦ Ψ. Καί ἐστι τὸ μὲν τ πόλος τοῦ ΥΘ κύκλου, τὸ δὲ Ψ πόλος τοῦ ΣΤ κύκλου· ὁ ἄρα τοῦ ΥΘ πόλος μετεωρότερός ἐστι τοῦ ΣΤ πόλου. Ὧν δὲ κύκλων οἱ πόλοι μετεωρότεροί εἰσι, μᾶλλόν εἰσι κεκλιμένοι· ὁ ΥΘ ἄρα κύκλος πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον μᾶλλον κέκλιται, ἤπερ ὁ ΣΤ, ταπεινότερος ἄρα ἐστὶν ὁ ΥΘ τοῦ ΣΤ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ πάντων τῶν τοῦ ΕΖΗΘ κύκλου ἐφαπτομένων ταπεινότερός ἐστιν ὁ ΥΘ· ὁ ΥΘ ἄρα ταπεινότατός a ἐστι.

Καὶ ἐπεὶ ἡ ἀπὸ τοῦ Ω κάθετος ἀγομένη ἴση ἐστὶ τῇ ἀπὸ τοῦ Χ καθέτῳ ἀγομένῃ ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον· τὰ Ω, Χ ἄρα σημεῖα ἴσον ἀπέχει ἀπὸ τοῦ ἐπιπέδου. Καί ἐστι τὸ μὲν Ω σημεῖον πόλος τοῦ ΜΝΞ κύκλου, τὸ δὲ Χ σημεῖον πόλος τοῦ ΟΠΡ κύκλου· τῶν ΜΝΞ, ΟΠΡ ἄρα κύκλων οἱ πόλοι ἴσον ἀπέχουσιν ἀπὸ τοῦ ἐπιπέδου τοῦ ΑΒΓ κύκλου. Ὧν δὲ κύκλων οἱ πόλοι ἴσον ἀπέχουσι τοῦ αὐτοῦ ἐπιπέδου, ὁμοίως εἰσὶ κεκλιμένοι· οἱ ἄρα ΜΝΞ, ΟΠΡ κύκλοι πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον ὁμοίως εἰσὶ κεκλιμένοι.

Πάλιν, ἐπεὶ ἡ ἀπὸ τοῦ Ψ κάθετος ἀγομένη ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον μείζων ἐστὶ τῆς ἀπὸ τοῦ Χ καθέτου ἀγομένης ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον· μετεωρότερον ἄρα ἐστὶ τοῦ Χ τὸ Ψ. Καί ἐστι τὸ μὲν Ψ πόλος τοῦ ΣΤ κύκλου, τὸ δὲ Χ πόλος τοῦ ΟΠΡ· ὁ ἄρα τοῦ ΣΤ κύκλου πόλος μετεωρότερός ἐστι τοῦ ΟΠΡ κύκλου πόλου. Ὧν δὲ κύκλων οἱ πόλοι μετεωρότεροί εἰσι, μᾶλλόν εἰσι κεκλιμένοι· ὁ ΣΤ ἄρα κύκλος πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον μᾶλλον κέκλιται ἤπερ ὁ ΟΠΡ.

Οἱ ἄρα ΜΝΞ, ΒΖΓ, ΟΠΡ, ΣΤ, ΥΘ κύκλοι πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον κεκλιμένοι εἰσὶ, καὶ ὀρθότατος μέν ἐστιν αὐτῶν ὁ ΒΖΓ, ταπεινότατος δὲ ὁ ΥΘ, οἱ δὲ ΜΝΞ, ΟΠΡ ὁμοίως εἰσὶ κεκλιμένοι, ὁ δὲ ΣΤ κύκλος πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον μᾶλλον κέκλιται ἤπερ ὁ ΟΠΡ ἔτι δὲ οἱ πόλοι αὐτῶν ἐπὶ ἑνός εἰσι κύκλου παραλλήλου τε καὶ ἐλάσσονος τοῦ ΑΔ κύκλου.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ κγ’. ΘΕΩΡ.

Τῶν αὐτῶν ὑποκειμένων ἐὰν αἱ ἀπὸ τῶν συνδέσμων ἐπὶ τὰς ἐπαφὰς καθήκουσαι περιφέρειαι ἴσαι ὦσιν, ὁμοίως ἔσονται κεκλιμένοι οἱ προειρημένοι μέγιστοι κύκλοι.

Ἔστωσαν γὰρ αἱ ἀπὸ τῶν συνδέσμων, τοῦτ’ ἔστι, τῶν Μ, Ρ σημείων, ἐπὶ τὰ Π, Ν καθήκουσαι περιφέρειαι αἱ Μ, ΠΡ ἴσαι· λέγω, ὅτι οἱ ΜΝΞ, ΟΠΡ κύκλοι πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον ὁμοίως εἰσὶ κεκλιμένοι.

Εἰλήφθω γὰρ ὁ πόλος τῶν παραλλήλων κύκλων τῶν ΑΔ, ΕΖΗΘ, καὶ ἔστω τὸ Λ σημεῖον, καὶ διὰ τῶν Α, Λ σημείων μέγιστος κύκλος γεγράφθω ὁ ΘΑΛΖΥ· φανερὸν δὴ, ὅτι καὶ διὰ τοῦ Κ σημείου, πόλου ὄντος τοῦ ΑΒΓ κύκλου, ἐλεύσεται· καὶ διὰ τοῦ Λ, καὶ δι’ ἑκατέρου τῶν Ν, Π μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΛΝΒ, ΛΠΓ.

Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι ἐφάπτονται ἀλλήλων, οἱ ΕΖΗΘ, ΜΝΞ, διὰ δὲ τῶν τοῦ ἑνὸς πόλων καὶ τῆς ἁφῆς μέγιστος κύκλος γέγραπται ὁ ΛΝΒ· ὁ ΛΝΒ ἄρα ἥξει καὶ διὰ τῶν τοῦ ΜΝΞ πόλων, καὶ ἔσται ὀρθὸς πρὸς αὐτόν. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ὁ ΛΠΓ διὰ τῶν τοῦ ΟΠΡ πόλων ἐστὶ, καὶ ὀρθός ἐστι πρὸς αὐτόν. Καὶ ἐπεὶ ἐν ἴσοις κύκλοις τοῖς ΜΝΞ, ΟΠΡ, ἐπὶ διαμέτρων ἀπὸ τῶν Ν, Π σημείων, ἴσα καὶ ὀρθὰ τμήματα κύκλων ἐφέσταται, τὰ ΝΛ, ΠΛ, καὶ τὰ τούτοις συνεχῆ, καὶ ἀπ’ αὐτῶν ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλημμέναι εἰσὶν αἱ ΝΛ, ΠΛ, ἐλάττους ἢ ἡμίσειαι οὖσαι τῶν ὅλων, ἀπὸ δὲ τῶν ἐξ ἀρχῆς κύκλων ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλημμέναι εἰσὶν αἱ ΜΝ, ΠΡ· ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Λ ἐπὶ τὸ Μ σημεῖον ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἴση ἐστὶ τῇ ἀπὸ τοῦ Λ ἐπὶ τὸ Ρ ἐπιζευγνυμένῃ εὐθείᾳ· ὁ ἄρα πόλῳ μὲν τῷ Λ, διαστήματι δὲ τῷ ΛΜ κύκλος γραφόμενος ἥξει καὶ διὰ τοῦ Ρ. Ἐρχέσθω, καὶ ἔστω ὁ ΜΞΟΡΡ· καί ἐστι a τοῖς ΑΔ, ΕΖΗΘ κύκλοις παράλληλος, περὶ γὰρ τοὺς αὐτοὺς πόλους ἐστὶν αὐτοῖς. Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΑΒΓ, ΜΞΟΡ τέμνουσιν ἀλλήλους, διὰ δὲ τῶν πόλων αὐτῶν μέγιστος κύκλος γέγραπται ὁ ΘΑΛΚΖΥ, ὁ ἄρα ΘΑΛΚΖΥ τέμνει δίχα τὰ ἀπειλημμένα τμήματα τῶν κύκλων· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΜΥ περιφέρεια τῇ ΥΡ περιφερείᾳ. Πάλιν, ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι οἱ ΜΝΞ, ΜΞΥΟΡ τέμνουσιν ἀλλήλους, διὰ δὲ τῶν πόλων αὐτῶν μέγιστος κύκλος γέγραπται ὁ ΑΝΒ, ὁ ἄρα ΛΝΒ δίχα τεμεῖ τὰ ἀπειλημμένα τμήματα τῶν κύκλων· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ μὲν ΜΝ περιφέρεια τῇ ΝΞ περιφερείᾳ, ἡ δὲ ΜΣ τῇ ΣΞ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ μὲν ΟΠ τῇ ΠΡ ἐστιν ἴση, ἡ δὲ ΟΤ τῇ ΤΡ. Ἐπεὶ οὖν ἴση ἐστὶν ἡ ΜΝ περιφέρεια τῇ ΠΡ περιφερείᾳ, καί ἐστι τῆς μὲν ΜΝ διπλῇ ἡ ΜΝΞ, τῆς δὲ ΠΡ διπλῆ ἡ ΟΠΡ· καὶ ἡ ΜΝΞ ἄρα τῇ ΟΠΡ ἐστιν ἴση· καί εἰσιν ἴσοι οἱ κύκλοι, ἡ ἄρα τὴν ΜΝΞ περιφέρειαν ὑποτείνουσα εὐθεῖα ἴση ἐστὶ τῇ τὴν ΟΠΡ περιφέρειαν ὑποτεινούσῃ εὐθείᾳ. Ἀλλ’ ἡ μὲν τὴν ΜΝΞ περιφέρειαν ὑποτείνουσα εὐθεῖα ὑποτείνει καὶ τὴν ΜΣΞ, ἡ δὲ τὴν ΟΠΡ περιφέρειαν ὑποτείνουσα εὐθεῖα ὑποτείνει καὶ τὴν ΟΤΡ· καὶ ἡ ἄρα τὴν ΜΣΞ περιφέρειαν ὑποτείνουσα εὐθεῖα ἴση ἐστὶ τῇ τὴν ΟΤΡ περιφέρειαν ὑποτεινούσῃ εὐθείᾳ· καί εἰσι τοῦ αὐτοῦ κύκλου, ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΜΣΞ περιφέρεια τῇ ΟΤΡ περιφερείᾳ. Καί ἐστι τῆς μὲν ΜΣΞ περιφερείας ἡμίσεια ἡ ΜΣ, τῆς δὲ ΟΤΡ ἡμίσεια ἡ ΡΤ, ἴση ἄρα ἐστὶ καὶ ἡ ΜΣ τῇ ΡΤ· ἔστι δὲ καὶ ὅλη ἡ ΜΣΞΥ ὅλῃ τῇ ΥΟΤΡ ἴση, λοιπὴ ἄρα ἡ ΣΞΥ λοιπῇ τῇ ΥΟΤ ἐστιν ἴση· καί εἰσι τοῦ αὐτοῦ κύκλου, ὁμοία ἄρα ἐστὶν ἡ ΥΞΣ περιφέρεια τῇ ΥΟΤ περιφερείᾳ. Ἀλλ’ ἡ μὲν ΣΞΥ περιφέρεια τῇ ΝΖ περιφερείᾳ ἐστν ὁμοία, ἡ δὲ ΥΟΤ τῇ ΖΠ, καὶ ἡ ΝΖ ἄρα τῇ ΖΠ περιφερείᾳ ἐστὶν ὁμοία· καί εἰσι τοῦ αὐτοῦ κύκλου· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΝΖ περιφέρεια τῇ ΖΠ περιφερείᾳ. Οἱ ἄρα ΜΝΞ, ΟΠΡ κύκλοι ἴσον ἀπέχουσιν ὁποτερασοῦν τῶν διχοτομιῶν, ὁμοίως ἄρα εἰσὶ κεκλιμένοι. Οἱ ἄρα ΜΝΞ, ΟΠΡ κύκλοι πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον ὁμοίως εἰσὶ κεκλιμένοι.

ΒΙΒΛΙΟΝ ΤΡΙΤΟΝ.
ΠΡΟΤΑΣΙΣ α′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν εἰς κύκλον διαχθῇ τις εὐθεῖα εἰς ἄνισα τέμνουσα τὸν κύκλον, καὶ ἐπ’ αὐτῆς τμῆμα κύκλου ὀρθὸν ἐπισταθῇ μὴ μεῖζον ἡμικυκλίου, διαιρεθῇ δὲ ἡ τοῦ ἐφεστῶτος τμήματος περιφέρεια εἰς ἄνισα· ἡ ὑπὸ τὴν ἐλάσσονα περιφέρειαν ὑποτείνουσα εὐθεῖα ἐλαχίστη ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ αὐτοῦ σημείου πρὸς τὴν μείζονα περιφέρειαν τοῦ ἐξ ἀρχῆς κύκλου προσπιπτουσῶν εὐθειῶν, καὶ ἀεὶ ἡ ἔγγιον αὐτῆς τῆς ἀπώτερόν ἐστιν ἐλάσσων τῶν ἀπὸ τοῦ αὐτοῦ σημείου μεταξὺ τῆς ἐλαχίστης καὶ τῆς διαμέτρου, ἐφ’ ἣν ἡ ἀπὸ τοῦ σημείου κάθετος πίπτει, διαγομένων εὐθειῶν· πασῶν δὲ μεγίστη ἡ ἀπὸ τοῦ αὐτοῦ σημείου ἐπὶ τὸ πέρας τῆς αὐτῆς διαμέτρου· ἔτι δὲ ἡ ὑπὸ τὴν μείζονα περιφέρειαν τοῦ τμήματος ἐφεστῶτος ὑποτείνουσα ἐλαχίστη ἐστὶ πασῶν τῶν μεταξὺ αὐτῆς καὶ τῆς διαμέτρου προσπιπτουσῶν a εὐθειῶν, καὶ ἀεὶ ἡ ἔγγιον αὐτῆς τῆς ἀπώτερόν ἐστιν ἐλάσσων. Ἐὰν δὲ ἡ διαχθεῖσα διάμετρος ᾖ τοῦ κύκλου, τὰ δὲ λοιπὰ τὰ αὐτὰ ὑπάρχῃ· ἐλάσσων μὲν ἔσται ἡ προσκειμένη a εὐθεῖα πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ αὐτοῦ σημείου πρὸς τὴν τοῦ ἐξ ἀρχῆς κύκλου περιφέρειαν προςπιπτουσῶν εὐθειῶν, μεγίστη δὲ ἡ ὑπὸ τὴν μείζονα περιφέρειαν ὑποτείνουσα εὐθεῖα.

Εἰς γὰρ κύκλον τὸν ΑΒΓΔ διήχθω τις εὐθεῖα ἡ ΒΔ, εἰς ἄνισα τέμνουσα τὸν κύκλον, ἔστω δὲ μείζων ἡ ΒΓΔ περιφέρεια τῆς ΒΑΔ περιφερείας· καὶ ἐπὶ τῆς ΒΔ b ὀρθὸν τμῆμα κύκλου ἐφεστάτω τὸ ΒΕΔ μὴ μεῖζον ἡμικυκλίου, καὶ διῃρήσθω ἡ ΒΕΔ περιφέρεια εἰς ἄνισα τμήματα κατὰ τὸ Ε σημεῖον, καὶ ἔστω ἐλάσσων ἡ ΒΕ περιφέρεια τῆς ΕΔ περιφερείας, καὶ ἐπεζεύχθω ἡ ΕΒ· λέγω, ὅτι ἡ ΒΕ ἐλάσσων ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν ΒΓΔ περιφέρειαν προσπιπτουσῶν εὐθειῶν.

Ἤχθω γὰρ ἀπὸ τοῦ Ε σημείου ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον κάθετος ἡ ΕΖ, πεσεῖται δὴ ἐπὶ τὴν κοινὴν τομὴν τῶν ΑΒΓΔ, ΒΕΔ ἐπιπέδων, τὴν ΒΔ εὐθεῖαν, ἐπειδήπερ τὸ ΒΕΔ τμῆμα, ὀρθόν ἐστι· πρὸς τὸν ΑΒΓΔ κύκλον. Καὶ εἰλήφθω τὸ κέντρον τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου, καὶ ἔστω τὸ Η, καὶ ἐπιζευχθεῖσα ἡ ΖΗ ἐκβεβλήσθω ἐπὶ τὰ Θ, Κ μέρη· καὶ ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν ΒΓΔ περιφέρειαν προςβεβλήσθω ἡ ΕΛ, καὶ ἐπεζεύχθω ἡ ΖΛ.

Καὶ ἐπεὶ ἡ ΕΖ ὀρθή ἐστι πρὸς τὸ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπίπεδον, καὶ πρὸς πάσας ἄρα τὰς ἁπτομένας αὐτῆς εὐθείας, καὶ οὔσας ἐν τῷ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἐπιπέδῳ, ὀρθὰς ποιήσει γωνίας· ἅπτεται δὲ τῆς ΕΖ ἑκατέρα τῶν ΖΒ, ΖΛ, οὖσα ἐν τῷ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπιπέδῳ, καὶ ἑκατέρα ἄρα τῶν ὑπὸ ΒΖΕ, ΛΖΕ γωνιῶν ὀρθή ἐστι. Καὶ ἐπεὶ ἡ ΒΖ τῆς ΖΛ ἐλάσσων ἐστὶν, ἔλασσον ἄρα ἐστὶ καὶ τὸ ἀπὸ τῆς ΖΒ τοῦ ἀπὸ τῆς ΖΛ· κοινὸν προσκείσθω τὸ ἀπὸ τῆς EΖ, τὰ ἄρα ἀπὸ τῶν ΕΖ, ΖΒ ἐλάσσονά ἐστι τῶν ἀπὸ τῶν ΕΖ, ΖΛ. Ἄλλὰ τοῖς μὲν ἀπὸ τῶν ΕΖ, ΖΒ ἴσον ἐστὶ τὸ ἀπὸ τῆς ΒΕ, τοῖς δὲ ἀπὸ τῶν ΕΖ, ΖΛ ἴσον ἐστὶ τὸ ἀπὸ τῆς ΛΕ· καὶ τὸ ἀπὸ τῆς ΒΕ ἄρα ἔλασσόν ἐστι τοῦ ἀπὸ τῆς ΛΕ, ἐλάσσων ἄρα ἐστὶν ἡ ΒΕ τῆς ΛΕ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν ΒΓΔ περιφέρειαν προςπιπτουσῶν εὐθειῶν ἐλάσσων ἐστὶν ἡ ΒΕ· ἡ ἄρα ΒΕ ἐλάσσων ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν ΒΓΔ περιφέρειαν προσπιπτουσῶν εὐθειῶν.

Λέγω δὴ, ὅτι καὶ ἀεὶ ἡ ἔγγιον αὐτῆς τῆς ἀπώτερόν ἐστιν ἐλάσσων, τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου διαγομένων εὐθειῶν μεταξὺ τῶν Β, Κ σημείων.

Διήχθω γάρ τις καὶ ἑτέρα ἡ ΕΓ, καὶ ἐπεζεύχθω ἡ ΖΓ.

Καὶ ἐπεὶ ἡ ΛΖ τῆς ΖΓ ἐστὶν ἐλάσσων, ἔλαττον ἄρα καὶ τὸ ἀπὸ τῆς ΖΛ τοῦ ἀπὸ τῆς ΖΓ· κοινὸν προςκείσθω τὸ ἀπὸ τῆς ΖΕ, τὰ ἄρα ἀπὸ τῶν ΕΖ, ΖΛ ἐλάσσονά ἐστι τῶν ἀπὸ τῶν ΕΖ, ΖΓ, Ἀλλὰ τὰ μὲν ἀπὸ τῶν ΛΖ, ΖΕ ἴσα ἐστὶ τῷ ἀπὸ τῆς ΛΕ, τὰ δὲ ἀπὸ τῶν ΓΖ, ΖΕ ἴσα ἐστὶ τῷ ἀπὸ τῆς ΕΓ· καὶ τὸ ἀπὸ τῆς ΛΕ ἄρα ἔλασσόν ἐστι τοῦ ἀπὸ τῆς ΕΓ, ἐλάσσων ἄρα ἡ ΛΕ τῆς ΕΓ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἀεὶ ἡ ἔγγιον τῆς ΕΒ, τῆς ἀπώτερον ἐλάσσων ἐστὶ τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου διαγομένων εὐθειῶν μεταξὺ τῶν Β, Κ.

Ἐπεζεύχθωσαν δὴ καὶ αἱ ΕΚ, ΕΔ· λέγω δὴ πάλιν, ὅτι ἡ μὲν ΕΚ μεγίστη ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου διαγομένων εὐθειῶν μεταξὺ τῶν Δ, Β σημείων.

Ἐπεὶ γὰρ ἡ ΚΖ τῆς ΓΖ μείζων ἐστί, μεῖζον ἄρα καὶ τὸ ἀπὸ τῆς ΚΖ τοῦ ἀπὸ τῆς ΓΖ· κοινὸν προςκείσθω τὸ ἀπὸ τῆς ΖΕ, τὰ ἄρα ἀπὸ τῶν ΚΖ, ΖΕ, τοῦτ’ ἔστι, τὸ ἀπὸ τῆς ΕΚ, μείζονά ἐστι τῶν ἀπὸ τῶν ΕΖ, ΖΓ, τοῦτ’ ἔστι, τοῦ ἀπὸ τῆς ΕΓ· μείζων ἄρα ἡ ΚΕ τῆς ΕΓ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν ὅτι πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν ΒΔ περιφέρειαν προσπιπτουσῶν εὐθειῶν μείζων ἐστὶν ἡ ΕΚ· ἡ ἄρα ΕΚ μεγίστη ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὸν ΒΔ περιφέρειαν προσπιπτουσῶν εὐθειῶν.

Λέγω δὴ, ὅτι a καὶ ἡ ΕΔ ἐλάσσων ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου προςπιπτουσῶν εὐθειῶν μεταξὺ τῶν Κ, Δ σημείων.

Διήχθω γὰρ καὶ ἑτέρα ἡ ΕΜ, καὶ ἐπεζεύχθω ἡ ΜΖ.

Καὶ ἐπεὶ ἡ ΔΖ τῆς ΖΜ ἐστιν ἐλάσσων, ἔλαττον ἄρα ἐστὶ τὸ ἀπὸ τῆς ΔΖ τοῦ ἀπὸ τῆς ΖΜ· κοινὸν προσκείσθω τὸ ἀπὸ τῆς ΖΕ, τὰ ἄρα ἀπὸ τῶν ΕΖ, ΖΔ, τοῦτ’ ἔστι, τὸ ἀπὸ τῆς ΕΔ, ἐλασσονά ἐστι τῶν ἀπὸ τῶν ΕΖ, ΖΜ, τοῦτ’ ἔστι, τοῦ ἀπὸ τῆς ΕΜ· ἐλάσσων ἄρα ἐστὶν ἡ ΔΕ τῆς ΕΜ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν ΚΔ περιφέρειαν προςπιπτουσῶν εὐθειῶν μεταξὺ τῶν Κ, Δ σημείων ἐλάσσων ἐστὶν ἡ ΕΔ· ἡ ἄρα ΕΔ ἐλάσσων ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν ΚΔ περιφέρειαν προςπιπτουσῶν εὐθειῶν μεταξὺ τῶν Κ, Δ σημείων, καὶ ἀεὶ ἡ ἔγγιον αὐτῆς τῆς ἀπώτερον ἐλάσσων ἐστὶ, τῶν μεταξὺ τῶν Κ, Δ σημείων διαγομένων εὐθειῶν.

Ἀλλὰ δὴ ἡ διαγομένη ΒΔ διάμετρος ἔστω τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου, τὰ δὲ αὐτὰ λοιπὰ ὑποκείσθω· λέγω, ὅτι ἡ μὲν ΕΒ ἐλάσσων ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου περιφέρειαν προςπιπτουσῶν εὐθειῶν, ἡ δὲ ΕΔ μεγίστη.

Τῶν γὰρ αὐτῶν κατασκευασθέντων ἐπεὶ μείζων ἐστὶν ἡ ΔΕ περιφέρεια τῆς ΕΒ περιφερείας, καὶ κάθετος ἦκται ἡ ΕΖ· μείζων ἄρα ἐστὶ καὶ ἡ ΔΖ τῆς ΖΒ. Καί ἐστιν ἡ ΒΔ διάμετρος τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου· ἐπὶ τῆς ΔΖ ἄρα ἐστὶ τὸ κέντρον τοῦ κύκλου· μείζων ἄρα ἐστὶν ἡ μὲν ΔΖ τῆς ΖΓ, ἡ δὲ ΖΓ τῆς ΖΒ, ὥστε καὶ τὸ μὲν ἀπὸ τῆς ΔΖ μεῖζόν ἐστι τοῦ ἀπὸ τῆς ΖΓ, τὸ δὲ ἀπὸ τῆς ΖΓ τοῦ ἀπὸ τῆς ΖΒ· κοινὸν προσκείσθω τὸ ἀπὸ τῆς ΖΕ· τὰ μὲν ἄρα ἀπὸ τῶν ΔΖ, ΖΕ, τοῦτ’ ἔστι, τὸ ἀπὸ τῆς ΕΔ, μεῖζόν ἐστι τῶν ἀπὸ τῶν ΓΖ, ΖΕ, τοῦτ’ ἔστι, τοῦ ἀπὸ τῆς ΓΕ· τὰ δὲ ἀπὸ τῶν ΓΖ, ΖΕ, τοῦτ’ ἔστι, τὸ ἀπὸ τῆς ΓΕ, μεῖζόν ἐστι τῶν ἀπὸ τῶν ΒΖ, ΖΕ, τοῦτ’ ἔστι, τοῦ ἀπὸ τῆς ΒΕ· ἡ μὲν ΔΕ ἄρα τῆς ΕΓ μείζων ἐστὶν, ἡ δὲ ΕΓ τῆς ΕΒ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου περιφέρειαν προςπιπτουσῶν εὐθειῶν μεγίστη a μέν ἐστιν ἡ ΔΕ, ἐλάσσων δὲ ἡ ΕΒ.

Μεγίστη ἄρα ἐστὶν ἡ ΕΔ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου περιφέρειαν προςπιπτουσῶν εὐθειῶν, ἡ δὲ ΕΒ ἐλαχίστη.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ β′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν εἰς κύκλον διαχθῇ τις εὐθεῖα ἀπολαμβάνουσα τμῆμα μὴ ἔλασσον ἡμικυκλίου, καὶ ἐπ’ αὐτῆς τμῆμα κύκλου ἐπισταθῇ μὴ μεῖζον ἡμικυκλίου, διαιρεθῇ δὲ ἡ τοῦ ἐφεστῶτος τμήματος περιφέρεια εἰς ἄνισα· ἡ ὑπὸ τὴν ἐλάσσονα περιφέρειαν ὑποτείνουσα εὐθεῖα ἐλάσσων ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ αὐτοῦ σημείου πρὸς τὴν μὴ ἐλάσσονα ἡμικυκλίου περιφέρειαν προςπιπτουσῶν εὐθειῶν b.

Εἴς γὰρ κύκλον τὸν ΑΒΓΔ διήχθω τις εὐθεῖα ἡ ΑΓ, ἀπὸ. λαμβάνουσα τμῆμα μὴ ἔλασσον ἡμικυκλίου τὸ ΑΒΓ, καὶ ἐπὶ τῆς ΑΓ τμῆμα κύκλου ἐφεστάτω τὸ ΑΕΓ, μὴ μεῖζον ἡμικυκλίου, κεκλιμένον πρὸς τὸ μὴ μεῖζον ἡμικυκλίου τὸ ΑΔΓ, καὶ διῃρήσθω ἡ ΑΕΓ περιφέρεια εἰς ἄνισα κατὰ τὸ Ε σημεῖον, καὶ ἔστω ἐλάσσων ἡ ΑΕ περιφέρεια τῆς ΕΓ περιφερείας, καὶ ἐπεζεύχθω ἡ ΕΑ· λέγω, ὅτι ἡ ΕΑ ἐλάσσων ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ a τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν ΑΒΓ περιφέρειαν προςπιπτουσῶν εὐθειῶν.

Ἤχθω γὰρ ἀπὸ τοῦ Ε σημείου ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἐπίπεδον κάθετος· πεσεῖται δὴ μεταξὺ τῆς τε ΑΓ εὐθείας καὶ τῆς ΑΔΓ περιφερείας, διὰ τὸ κεκλίσθαι τὸ ΑΕΓ τμῆμα πρὸς τὸ ΑΔΓ τμῆμα. Πιπτέτω, καὶ ἔστω ἡ ΕΖ, παὶ συμβαλλέτω τοῦ κύκλου ἐπιπέδῳ κατὰ τὸ Ζ σημεῖον, καὶ εἰλήφθω τὸ κέντρον τοῦ ΑΒΓ κύκλου. Ἤτοι δὴ ἐπὶ τῆς ΑΓ τὸ κέντρον ἐστὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου, ἢ μεταξὺ τῆς τε ΑΓ εὐθείας καὶ τῆς ΑΒΓ περιφερείας, διὰ τὸ ΑΒΓ τμῆμα ὑποκεῖσθαι μὴ ἔλασσον ἡμικυκλίου. Ἔστω πρότερον μεταξὺ τῆς τε ΑΓ εὐθείας καὶ τῆς ΑΒΓ περιφερείας, καὶ ἔστω τὸ Η σημεῖον, καὶ ἐπιζευχθεῖσα ἡ ΖΗ ἐκβεβλήσθω ἐπὶ τὰ Δ, Β μέρη, καὶ ἀπὸ τοῦ Ε σημείου ἐπὶ τὴν ΑΒΓ περιφέρειαν προσβεβλήσθω εὐθεῖα ἡ ΕΘ, καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΑΖ, ΖΘ.

Καὶ ἐπεὶ ἡ ΕΖ ὀρθή ἐστι πρὸς τὸ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἐπίπεδὸν, καὶ πρὸς πάσας ἄρα τὰς ὁπτομένας αὐτῆς εὐθείας καὶ οὔσας ἐν τῷ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἐπιπέδῳ, ὀρθὰς ποιήσαι γωνίας. Ἅπτεται δὲ τῆς ΕΖ ἑκατέρα τῶν ΑΖ, ΖΘ οὖσα ἐν τῷ τοῦ ΑΒΓΔ κύκλου ἐπιπέδῳ· καὶ ἑκατέρα ἄρα τῶν ὑπὸ ΑΖΕ, ΘΖΕ γωνιῶν ὀρθή ἐστι. Καὶ ἐπεὶ ἡ ΑΖ τῆς ΖΘ ἐστιν ἐλάσσων, ἔλασσον ἄρα ἐστὶ καὶ τὸ απὸ τῆς ΑΖ τοῦ ἀπὸ τῆς ΘΖ· κοινὸν προσκείσθω τὸ ἀπὸ τῆς ΖΕ, τὰ ἄρα ἀπὸ τῶν ΑΖ, ΖΕ, τοῦτ’ ἔστι, τὸ ἀπὸ τῆς ΑΕ, ἐλάσσονά ἐστι τῶν ἀπὸ τῶν ΘΖ, ΖΕ, τοῦτ’ ἔστι, τοῦ ἀπὸ τῆς ΘΕ, ἡ ΑΕ ἄρα τῆς ΕΘ ἐστιν ἐλάσσων. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν ΑΒΓ περιφέρειαν προςπιπτουσῶν εὐθειῶν ἐλάσσων ἐστὶν ἡ ΑΕ, ἡ ἄρα ΑΕ ἐλάσσων ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν ΑΒΓ περιφέρειαν προςπιπτουσῶν εὐθειῶν. Καὶ πάλιν ὁμοίως δείξομεν, ὅτι ἀεὶ ἡ ἔγγιον αὐτῆς τῆς ἀπώτερον ἐλάσσων ἐστὶ, τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου διαγομένων εὐθειῶν πρὸς τὴν ἀπὸ τοῦ Α ἄχρι τοῦ Β περιφέρειαν, μεταξὺ δηλονότι τῶν Α, Β σημείων.

Ἐπεζεύχθω δὴ ἡ ΕΒ· λέγω, ὅτι ἡ ΕΒ μεγίστη ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν ΑΒΓ περιφέρειαν προςπιπτουσῶν εὐθειῶν.

Ἐπεὶ γὰρ ἡ ΒΖ τῆς ΖΘ ἐστι μείζων, μεῖζον ἄρα ἐστι καὶ τὸ ἀπὸ τῆς ΒΖ τοῦ τῆς ΖΘ· κοινὸν προςκείσθω τὸ ἀπὸ τῆς ΖΕ, τὰ ἄρα ἀπὸ τῶν ΒΖ, ΖΕ, τοῦτ’ ἔστι, τὸ ἀπὸ τῆς ΕΒ μεῖζόν ἐστι τῶν ἀπὸ τῶν ΘΖ, ΖΕ, τοῦτ’ ἔστι, τοῦ ἀπὸ τῆς ΕΘ· μείζων ἄρα ἐστὶ ἡ ΒΕ τῆς ΕΘ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε πρὸς τὴν ΑΒΓ περιφέρειαν προςπιπτουσῶν εὐθειῶν ἡ ΕΒ μείζων ἐστίν· ἡ ΕΒ ἄρα μεγίστη ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν ΑΒΓ περιφέρειαν προςπιπτουσῶν εὐθειῶν.

Ἐπεζεύχθω δὴ καὶ ἡ ΕΓ· λέγω δὴ, ὅτι καὶ ἡ ΕΓ ἐλάσσων ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν ΒΓ περιφέρειαν προςπιπτουσῶν εὐθειῶν μεταξὺ τῶν Β, Γ σημείων.

Διήχθω γὰρ μεταξὺ τῶν Β, Γ σημείων καὶ ἑτέρα ἡ ΕΚ, καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΖΓ, ΖΚ.

Καὶ ἐπεὶ ἡ ΓΖ τῆς ΖΚ ἐστὶν ἐλάσσων, ἔλασσον ἄρα ἐστὶ καὶ τὸ ἀπὸ τῆς ΓΖ τοῦ ἀπὸ τῆς ΖΚ· κοινὸν προσκείσθω τὸ ἀπὸ τῆς ΖΕ, τὰ ἄρα ἀπὸ τῶν ΓΖ, ΖΕ, τοῦτ’ ἔστι, τὸ ἀπὸ τῆς ΕΓ, ἔλασσον ἐστι τῶν ἀπὸ τῶν ΚΖ, ΖΕ, τοῦτ’ ἔστι, τοῦ ἀπὸ τῆς ΕΚ· ἡ ΓΕ ἄρα ἐλάσσων ἐστὶ τῆς ΕΚ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν ΒΚΓ περιφέρειαν προςπιπτουσῶν εὐθειῶν μεταξὺ τῶν Β, Γ σημείων ἐλάσσων ἐστὶν ἡ ΕΓ. Καὶ πάλιν ὁμοίως δείξομεν, ὅτι αἰεὶ ἡ ἔγγιον αὐτῆς τῆς ἀπώτερόν ἐστιν ἐλάσσων, τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν ΒΓ περιφέρειαν προσπιπτουσῶν εὐθειῶν μεταξὺ τῶν Β, Γ σημείων.

Ὁμοίως δὴ δειχθήσεται, κἂν ἡμικύκλιον ᾖ τὸ ΑΒΓ, ὅτι ἡ ΑΕ ἐλάσσων ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Ε σημείου πρὸς τὴν ΑΒΓ περιφέρειαν προσπιπτουσῶν εὐθειῶν.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ γ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ δύο μέγιστοι κύκλοι τέμνωσιν ἀλλήλους, ἀπὸ δὲ ἑκατέρου αὐτῶν ἴσαι περιφέρειαι ἀποληφθῶσιν ἑξῆς ἐφ’ ἑκάτερα τοῦ σημείου, καθ’ ὃ τέμνουσιν ἀλλήλους· αἱ ἐπιζευγνύουσαι τὰ πέρατα τῶν ἐπὶ τὰ αὐτὰ μέρη περιφερειῶν εὐθεῖαι ἴσαι ἀλλήλαις εἰσίν.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ δύο μέγιστοι κύκλοι οἱ ΑΒ, ΓΔ τεμνέτωσαν ἀλλήλους κατὰ τὸ Ε σημεῖον, ἀπὸ δὲ ἑκατέρου αὐτῶν ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλήφθωσαν ἑξῆς ἐφ’ ἑκάτερα τοῦ Ε σημείου, ἡ μὲν ΕΑ τῇ ΕΒ, ἡ δὲ ΕΓ τῇ ΕΔ, καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΓΑ, ΒΔ· λέγω, ὅτι ἴση ἐστὶν ἡ ΓΑ τῇ ΒΔ.

Ὁ γάρ πόλῳ μὲν τῷ Ε, διαστήματι δὲ τῷ ΕΑ κύκλος γραφόμενος ἥξει καὶ διὰ τοῦ Β· ἤτοι δὴ καὶ διὰ τοῦ Γ ἥξει, ἢ οὔ. Ἐρχέσθω πρότερον καὶ διὰ τοῦ Γ, ἥξει ἄρα καὶ διὰ τοῦ Δ, ἴση γάρ ἐστιν ἡ ΓΕ περιφέρεια τῇ ΕΔ περιφερείᾳ. Ἐρχέσθω, καὶ ἔστω ὁ ΑΓΒΔ κύκλος, καὶ ἔστω τοῦ μὲν ΑΓΒΔ κύκλου καὶ τοῦ ΑΕΒ κοινὴ τομὴ ἡ ΑΒ, τοῦ δὲ ΑΓΒΔ κύκλου καὶ τοῦ ΓΕΔ κοινὴ τομὴ ἡ ΓΔ.

Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΕΒ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τὸν ΑΓΒΔ διὰ τῶν πόλων τέμνει, δίχα τε αὐτὸν τεμεῖ καὶ πρὸς ὀρθάς· ἡ ΑΒ ἄρα διάμετρός ἐστι τοῦ ΑΒΓΔ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ΓΔ διάμετρός ἐστι τοῦ ΑΓΒΔ κύκλου· αἱ τέσσαρες ἄρα αἱ ΑΖ, ΖΓ, ΖΒ, ΖΔ ἴσαι ἀλλήλαις εἰσίν. Ἐπεὶ οὖν δύο αἱ ΑΖ, ΖΓ δυσὶ ταῖς ΔΖ, ΖΒ ἴσαι εἰσὶν, ἑκατέρα ἑκατέρᾳ, καὶ γωνία ἡ ὑπὸ ΑΖΓ γωνίᾳ τῇ ὑπὸ ΔΖΒ ἴση ἐστί· βάσις ἄρα ἡ ΑΓ βάσει τῇ ΔΒ ἐστιν ἴση.

Ἀλλὰ δὴ πάλιν ὁ πόλῳ μὲν τῷ Ε, διαστήματι δὲ τῷ ΕΑ a κύκλος γραφόμενος μὴ ἐρχέσθω διὰ τοῦ Γ, ἀλλ’ ὑπερπιπτέτω αὐτό· ἥξει μὲν ἄρα καὶ διὰ τοῦ Β, ὑπερπεσεῖται δὲ καὶ τὸ Δ. Ἐρχέσθω, καὶ ἔστω ὡς ὁ ΑΗΒΘ, καὶ προσαναπεπληρώσθω ὁ ΓΕΔ κύκλος κατὰ τὰ Η, Θ σημεῖα, καὶ ἔστω τοῦ μὲν ΑΗΒΘ κύκλου καὶ τοῦ ΑΕΒ κοινὴ τομὴ ἡ ΑΒ, τοῦ δὲ ΑΗΒΘ κύκλου καὶ τοῦ ΗΕΘ κοινὴ τομὴ ἡ ΗΘ.

Ὁμοίως δὴ πάλιν δείξομεν, ὅτι τὸ Ζ σημεῖον κέντρον ἐστὶ τοῦ ΑΗΒΘ κύκλου, καὶ ὅτι ἑκάτερος τῶν ΑΕΒ, ΗΕΘ ὀρθός ἐστι πρὸς τὸν ΑΗΒΘ κύκλον. Ἤχθωσαν δὴ ἀπὸ τῶν Γ, Δ σημείων ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΗΒΘ κύκλου ἐπίπεδον κάθετοι αἱ ΓΚ, ΔΛ καὶ ἐπεζεύχθωσαν αἱ ΑΚ, ΛΒ.

Καὶ ἐπεὶ ἴση ἐστὶν ἡ ΕΗ περιφέρεια τῇ ΕΘ περιφερείᾳ, πόλος γάρ ἐστι τὸ Ε σημεῖον τοῦ ΑΗΒΘ, ὧν ἡ ΓΕ τῇ ΕΔ ἐστὶν ἴση· λοιπὴ ἄρα ἡ ΓΗ λοιπῇ τῇ ΔΘ ἐστιν ἴση. Ἐπεὶ οὖν τμῆμα κύκλου ὀρθόν ἐστι τὸ ΗΕΘ, καὶ ἀπειλημμέναι εἰσὶν ἴσαι περιφέρειαι αἱ ΗΓ, ΔΘ, καὶ κάθετοι ἠγμέναι εἰσὶν ἐπὶ τὸ τοῦ ΑΗΒΘ κύκλου ἐπίπεδον αἱ ΓΚ, ΔΛ· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ μὲν ΓΚ τῇ ΔΛ, ἡ δὲ ΗΚ τῇ ΘΛ· ἔστι δὲ καὶ ὅλη ἡ ΗΖ ὅλῃ τῇ ΖΘ ἴση, λοιπὴ ἄρα ἡ ΚΖ λοιπῇ τῇ ΑΖ ἐστιν ἴση· ἔστι δὲ καὶ ἡ ΑΖ τῇ ΒΖ ἴση, αἱ ΑΚ, ΛΒ ἄρα ἴσαι εἰσὶν. Ἐπεὶ οὖν ἴση ἐστὶν ἡ μὲν ΑΚ τῇ ΛΒ, ἡ δὲ ΓΚ τῇ ΔΛ· δύο δὴ αἱ ΑΚ, ΚΓ δυσὶ ταῖς ΒΛ, ΛΔ ἴσαι εἰσὶν, ἑκατέρα ἑκατέρᾳ, καὶ γωνία ἡ ὑπὸ ΓΚΑ γωνίᾳ τῇ ὑπὸ ΔΛΒ ἐστιν ἴση, ὀρθὴ γὰρ ἑκατέρα αὐτῶν· βάσις ἄρα ἡ ΑΓ βάσει τῇ ΔΒ ἐστιν ἴση.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ δ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ δύο μέγιστοι κύκλοι τέμνωσιν ἀλλήλους, ἀπὸ δὲ ἑνὸς αὐτῶν ἴσαι περιφέρειαι ἀποληφθῶσιν ἑξῆς ἐφ’ ἑκάτερα τοῦ σημείου, καθ’ ὃ τέμνούσιν ἀλλήλους· διὰ δὲ τῶν γινομένων σημείων ἐπίπεδα παράλληλα ἐκβληθῇ, ὧν τὸ ἓν συμπίπτῃ τῇ κοινῇ τομῇ τῶν κύκλων ἐκτὸς τῆς ἐπιφανείας τῆς σφαίρας, ὡς κατὰ τὸ εἰρημένον σημεῖον, μία δὲ τῶν ἴσων περιφερειῶν μείζων ᾖ ἑκατέρας τῶν ἀπειλημμένων a ὑπὸ τῶν ἠγμένων ἐπιπέδων πρὸς τῷ αὐτῷ σημείῳ· ἡ μεταξὺ τοῦ τε σημείου καὶ ἀσυμπτώτου ἐπιπέδου μείζων ἐστὶ τῆς μεταξὺ τοῦ τε σημείου καὶ τοῦ συμπίπτοντος ἐπιπέδου τοῦ αὐτοῦ κύκλου.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ δύο μέγιστοι κύκλοι οἱ ΑΕΒ, ΓΕΔ τεμνέτωσαν ἀλλήλους κατὰ τὸ Ε σημεῖον· ἀπὸ δὲ ἑνὸς αὐτῶν τοῦ ΑΕΒ ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλήφθωσαν αἱ ΑΕ, ΕΒ ἑξῆς ἐφ’ ἑκάτερα τοῦ Ε σημείου, καὶ διὰ τῶν Α, Β a σημείων ἐπίπεδα παράλληλα διήχθω τὰ ΑΔ, ΓΒ, ὧν τὸ ΑΔ συμπιπτέτω τῇ κοινῇ τομῇ τῶν ΑΕΒ, ΓΕΔ ἐκτὸς τῆς ἐπιφανείας τῆς σφαίρας, ὡς κατὰ τὸ Ε σημεῖον, μία δὲ τῶν ἴσων περιφερειῶν τῶν ΑΕ, ΕΒ μείζων ἔστω ἑκατέρας τῶν ΓΕ ΕΔ· λέγω, ὅτι μείζων ἐστὶν ἡ ΓΕ περιφέρεια τῆς ΕΔ περιφερείας.

Ὁ πόλῳ γὰρ τῷ Ε, διαστήματι δὲ τῷ ΕΑ κύκλος γραφόμενος ἥξει μὲν διὰ τοῦ Β, ὑπερπεσεῖται δὲ τὰ Γ, Δ σημεῖα, διὰ τὸ ἑκατέραν τῶν ΑΕ, ΕΒ ἑκατέρας τῶν ΓΕ, ΕΔ μείζονα εἶναι. Ἐρχέσθω, καὶ ἔστω ὡς ὁ ΑΗΒΖ, καὶ προσαναπεπληρώσθωσαν οἱ κύκλοι· καὶ ὁ μὲν ΑΔ κύκλος συμπιπτέτω τῷ ΑΗΒΖ κύκλῳ κατὰ τὸ Θ σημεῖον, ὁ δὲ ΒΓ κατὰ τὸ Κ σημεῖον· καὶ ἔστω τοῦ μὲν ΑΗΒΖ καὶ τοῦ ΑΕΒ κοινὴ τομὴ ἡ ΑΒ, τοῦ δὲ ΑΗΒΖ καὶ τοῦ ΗΕΖ κοινὴ τομὴ ἡ ΗΖ, τοῦ δὲ ΑΔΘ κύκλου καὶ τοῦ ΑΗΒΖ κοινὴ τομὴ ἡ ΑΘ, τοῦ δὲ ΚΓΒ καὶ τοῦ ΑΗΒΖ κοινὴ τομὴ ἡ ΚΒ, τοῦ δὲ ΗΕΖ καὶ τοῦ ΑΔΘ κοινὴ τομὴ ἡ ΔΜ, τοῦ δὲ ΚΓΒ καὶ τοῦ ΗΕΖ κοινὴ τομὴ ἡ ΓΝ. Καὶ ἐπεὶ τὸ ΑΔ ἐπίπεδον συμπίπτει τῇ κοινῇ τομῇ τῶν ΗΕΖ, ΛΕΒ ἐπιπέδων, τοῦτ’ ἔστι, τῇ ΕΛ, ἐκτὸς τῆς ἐπιφανείας τῆς σφαίρας, ὡς κατὰ τὸ Ε σημεῖον, συμπιπτέτω κατὰ τὸ Ξ, καὶ ἐκβεβλήσθω ἡ ΕΛ ἐπὶ τὸ Ξ. Τὸ Ξ ἄρα σημεῖον ἐν τῷ ΑΔΘ ἐπιπέδῳ ἐστίν· ἀλλὰ καὶ ἐν τῷ ΗΕΖ· ἔστι δὲ καὶ τὰ Δ, Μ σημεῖα ἐν ἀμφοτέροις τοῖς ΑΔΘ, ΗΕΖ ἐπιπέδοις· ἡ ΜΔ ἄρα συμπίπτει ἐκτὸς τῆς ἐπιφανείας τῆς σφαίρας, ὡς κατὰ τὸ Ε σημεῖον, συμπεσεῖται δὴ κατὰ τὸ Ξ. Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΕΒ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τὸν ΑΗΒΖ διὰ τῶν πόλων τέμνει, δίχα τε αὐτὸν τεμεῖ καὶ πρὸς ὀρθάς· ἡ ΑΒ ἄρα διάμετρός ἐστι τοῦ ΑΗΒΖ κύκλου. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ΗΖ διάμετρός ἐστι τοῦ ΑΗΒΖ κύκλου, κέντρον ἄρα ἐστὶν αὐτοῦ τὸ Λ.

Καὶ ἐπεὶ δύο ἐπίπεδα παράλληλα τὰ ΚΓΒ, ΑΔΘ ὑπό τινος ἐπίπεδου τέμνεται τοῦ ΑΗΒΖ, αἱ κοιναὶ ἄρα αὐτῶν τομαὶ παράλληλοί εἰσι· παράλληλος ἄρα ἐστὶν ἡ ΚΒ τῇ ΑΘ. Πάλιν ἐπεὶ δύο ἐπίπεδα παράλληλα τὰ ΚΓΒ, ΑΔΘ ὑπό τινος ἐπιπέδου τέμνεται τοῦ ΗΕΖ, αἱ κοιναὶ αὐτῶν ἄρα τομαὶ παράλληλοί εἰσι· παράλληλος ἄρα ἐστὶν ἡ ΓΝ τῇ ΔΜ. Καὶ ἐπεὶ ἑκάτερον τῶν ΑΕΒ, ΗΕΖ ἐπιπέδων πρὸς τὸ ΑΗΒΖ ἐπίπεδον ὀρθόν ἐστι, καὶ ἡ κοινὴ αὐτῶν ἄρα τομὴ ὀρθή ἐστι πρὸς τὸ ΑΗΒΖ ἐπίπεδον· κοινὴ δὲ αὐτῶν τομή ἐστιν ἡ ΕΛ, καὶ ἡ ΕΛ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸ ΑΗΒΖ ἐπίπεδον, ὥστε καὶ πρὸς πάσας τὰς ἁπτομένας αὐτῆς εὐθείας, καὶ οὔσας ἐν τῷ τοῦ ΑΗΒΖ κύκλου ἐπιπέδῳ, ὀρθὰς ποιήσει γωνίας. Ἅπτεται δὲ τῆς ΕΛ ἑκατέρα τῶν ΑΒ, ΗΖ, οὖσα ἐν τῷ τοῦ ΑΗΒΖ κύκλου ἐπιπέδῳ, ἡ ΕΛ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς ἑκατέραν τῶν ΑΒ, ΗΖ. Καὶ ἐπεὶ τριγώνου τοῦ ΞΑΜ ἐκτός ἐστι γωνία ἡ ὑπὸ ΞΛΝ a, μείζων ἐστὶ τῆς ἐντὸς καὶ ἀπεναντίον b γωνίας τῆς ὑπὸ ΞΜΛ· ὀρθὴ δὲ ἡ ὑπὸ ΞΛΝ, ὀξεῖα ἄρα ἐστὶν ἡ ὑπὸ ΞΜΛ, ἀμβλεῖα ἄρα ἐστὶν ἡ ὑπὸ ΞΜΖ. Καὶ ἐπεὶ παράλληλός ἐστιν ἡ ΓΝ τῇ ΔΜ, καὶ εἰς αὐτὰς ἐμπέπτωκεν ἡ ΗΖ, ἴση ἄρα ἐστὶ καὶ ἡ ὑπὸ ΓΝΗ τῇ ὑπὸ ΞΜΛ· ὀξεῖα δὲ ἡ ὑπὸ ΞΜΛ, ὀξεῖα ἄρα ἐστὶ καὶ ἡ ὑπὸ ΓΝΗ. Καὶ ἐπεὶ παράλληλός ἐστιν ἡ ΑΜ τῇ ΝΒ, καὶ δύο διηγμέναι εἰσὶν αἱ ΑΒ, ΜΝ, καί ἐστιν ἴση ἡ ΑΛ τῇ ΛΒ· ἴση ἄρα ἐστὶ καὶ ἡ ΝΛ τῇ ΛΜ· ἔστι δὲ καὶ ὅλη ἡ ΗΛ ὅλῃ τῇ ΛΖ ἴση, λοιπὴ ἄρα ἡ ΗΝ λοιπῇ τῇ ΜΖ ἐστιν ἴση. Ἐπεὶ οὖν τμῆμα κύκλου ἐστὶ τὸ ΗΕΖ, καὶ αἱ ἀπειλημμέναι ἴσαι εἰσὶν αἱ ΗΝ, ΜΖ, καὶ διηγμέναι εἰσὶ παράλληλοι αἱ ΓΝ, ΔΜ, καί ἐστιν ἡ μὲν ὑπὸ ΓΝΗ ὀξεῖα, ἡ δὲ ὑπὸ ΔΜΖ ἀμβλεῖα· ἐλάσσων ἄρα ἐστὶν ἡ ΗΓ περιφέρεια τῆς ΔΖ περιφερείας. Ἐπεὶ οὖν ὅλη ἡ ΗΕ περιφέρεια ὅλῃ τῇ ΖΕ περιφερείᾳ ἐστὶν ἴση, ὧν ἡ ΗΓ τῆς ΔΖ ἐστιν ἐλάσσων· λοιπὴ ἄρα ἡ ΓΕ περιφέρεια λοιπῆς τῆς ΕΔ περιφερείας μείζων ἐστίν.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ε′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐπὶ μεγίστου κύκλου περιφερείας ὁ πόλος ᾖ τῶν παραλλήλων, καὶ τοῦτον τέμνωσι δύο μέγιστοι κύκλοι πρὸς ὀρθὰς, ὧν ὁ μὲν εἷς τῶν παραλλήλων, ὁ δὲ ἕτερος λοξὸς πρὸς τοὺς παραλλήλους· ἀπὸ δὲ τοῦ λοξοῦ κύκλου ἴσαι περιφέρειαι ἀποληφθῶσιν ἑξῆς ἐπὶ τὰ αὐτὰ μέρη τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων, διὰ δὲ τῶν γινομένων σημείων παράλληλοι κύκλοι γραφῶσιν· ἀνίσους ἀπολήψονται περιφερείας τοῦ ἐξ ἀρχῆς μεγίστου κυκλου, τὰς μεταξὺ αὐτῶν, καὶ μείζονα ἀεὶ τὴν ἔγγιον τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων τῆς ποῤῥώτερον.

Ἐπὶ γὰρ μεγίστου κύκλου περιφερείας τοῦ a ΑΒΓ ὁ πόλος ἔστω τῶν παραλλήλων τὸ Α σημεῖον, καὶ τοῦτον τεμνέτωσαν δύο μέγιστοι κύκλοι οἱ ΒΖΓ, ΔΖΕ πρὸς ὀρθὰς. ὧν ὁ μὲν ΒΖΓ εἷς ἔστω τῶν παραλλήλων, ὁ δὲ ΔΖΕ λοξὸς πρὸς τοὺς παραλλήλους· ἀπὸ δὲ τοῦ λοξοῦ κύκλου τοῦ ΔΖΕ ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλήφθωσαν αἱ ΚΘ, ΘΗ ἑξῆς ἐπὶ τὰ αὐτὰ μέρη τοῦ μεγίστου κύκλου τῶν παραλλήλων τοῦ ΒΖΓ, διὰ δὲ τῶν Κ, Θ, Η σημείων παράλληλοι κύκλοι γεγράθωσαν οἱ ΟΚΠ, ΝΘΞ, ΛΗΜ· λέγω, ὅτι οἱ ΟΚΠ, ΝΘΞ, ΛΗΜ κύκλοι ἀνίσους ἀπολήψονται περιφερείας τοῦ ἐξ ἀρχῆς κύκλου μεγίστου τοῦ ΑΒΓ, καὶ μείζονα ἀεὶ τὴν ἔγγιον τοῦ ΒΖΓ τῆς ποῤῥώτερον· λέγω οὖν, ὅτι μείζων ἐστὶν ἡ ΟΝ περιφέρεια τῆς ΝΛ περιφερείας.

Γεγράφθω γὰρ διὰ τῶν Α, Θ σημείων μέγιστος κύκλος ὁ ΑΘΡ.

Καὶ ἐπεὶ τὸ Α σημεῖον πόλος ἐστὶ τοῦ ΟΚΠ κύκλου, ἴση ἐστὶν ἡ ΑΝΟ περιφέρεια τῇ ΑΘΡ περιφερείᾳ. Πάλιν ἐπεὶ το Α σημεῖον πόλος ἐστὶ τοῦ ΝΘΞ κύκλου, ἴση ἐστὶν ἡ ΑΛΝ περιφέρεια τῇ ΑΣΘ περιφερείᾳ, λοιπὴ ἄρα ἡ ΝΟ λοιπῇ τῇ ΘΡ ἐστιν ἴση. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ΛΝ περιφέρεια τῇ ΣΘ περιφερείᾳ ἐστὶν ἴση· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ μὲν ΝΟ τῇ ΘΡ, ἡ δὲ ΛΝ τῇ ΣΘ. Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΘΡ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τὸν ΟΚΠ διὰ τῶν πόλων τέμνει, δίχα τε αὐτὸν τεμεῖ καὶ πρὸς ὀρθάς· ὁ ΑΘΡ ἄρα κύκλος ὀρθός ἐστι πρὸς τὸν ΟΚΠ κύκλον. Κύκλου δέ τινος τοῦ ΟΚΠ ἐπὶ τῆς διαμέτρου τῆς ἀπὸ τοῦ Ρ τμῆμα κύκλου ὀρθὸν ἐφέσταται τὸ ΡΘ καὶ τὸ τούτῳ συνεχές· καὶ ἀπείληπται περιφέρεια ἡ ΡΘ ἐλάσσων ἢ ἡμίσεια τοῦ ἐφεστῶτος τμήματος· ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Θ ἐπὶ τὸ Ρ ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἐλάσσων ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Θ σημείου πρὸς τὴν ΟΚΠ προσπιπτουσῶν εὐθειῶν· ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Θ ἐπὶ τὸ Ρ ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἐλάσσων ἐστὶ τῆς ἀπὸ τοῦ Θ ἐπὶ τὸ Κ ἐπιζευγυμένης εὐθείας· καί εἰσιν ἴσοι· οἱ κύκλοι, μέγιστοι γάρ εἰσιν· ἡ ἄρα ΘΡ περιφέρεια ἐλάσσων ἐστὶ τῆς ΘΚ περιφερείας. Ὁμοίως δὴ δείξωμεν, ὅτι καὶ ἡ ΘΣ τῆς ΘΗ ἐλάσσων ἐστὶν, ὁμοίως εἰπόντες. Κύκλου δή τινος τοῦ ΛΗΜ ἐπὶ διαμέτρου τῆς ἀπὸ τοῦ Σ σημείου τμῆμα κύκλου ὀρθὸν ἐφέστηκε τὸ ΣΘ καὶ τὸ τούτῳ συνεχὲς, καί ἀπείληπται περιφέρεια ἡ ΣΘ ἐλάσσων ἡ ἡμίσεια οὖσα τοῦ ἐφεστῶτος τμήματος· ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Θ ἐπὶ τὸ Σ ἐλάσσων ἐστὶ τῆς ΘΗ· καί ἐστιν ἴση ἡ ΚΘ τῇ ΘΗ, ἑκατέρα ἄρα τῶν ΚΘ, ΘΗ ἑκατέρας τῶν ΡΘ, ΘΣ ἐστὶ μείζων. Καὶ ἐπεὶ παράλληλός ἐστιν ὁ ΟΡΚΠ τῷ ΛΗΜ, ὁ δὲ ΟΡΚΠ συμπίπτει τῇ τῶν ΗΘΚ, ΑΘΡ κύκλων κοινῇ πομῇ ἐντὸς, τοῦτ’ ἔστιν, ὡς κατὰ τὸ κέντρον τῆς σφαίρας· καὶ ὁ ΛΗΜ ἄρα κύκλος συμπεσεῖται τῇ τῶν ΗΘΚ, ΑΘΡ κύκλων κοινῇ τομῇ ἐκτὸς τῆς ἐπιφανείας τῆς σφαίρας, ὡς κατὰ τὸ Θ σημεῖον. Ἐπεὶ οὖν ἐν σφαίρᾳ δύο κύκλοι μέγιστοι οἱ ΗΘΚ, ΣΘΡ τέμνουσιν ἀλλήλους, ἀπὸ δὲ ἑνὸς αὐτῶν τοῦ ΗΘΚ ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλημμέναι εἰσὶν αἱ ΚΘ, ΘΗ ἑξῆς ἐφ’ ἑκάτερα τοῦ Θ σημείου, καὶ διὰ τῶν Η, Κ σημείων ἐπίπεδα παράλληλα ἐκβέβληται τὰ ΛΗΜ, ΟΚΠ, ὧν τὸ ΛΗΜ συμπίπτει τῇ κοινῇ τομῇ τῶν ἐπιπέδων τῶν ΗΘΚ, ΣΘΡ, ἐκτὸς τῆς ἐπιφανείας τῆς σφαίρας, ὡς κατὰ τὸ Θ σημεῖον, μία δὲ τῶν ἴσων περιφερειῶν τῶν ΚΘ, ΘΗ ἑκατέρας τῶν ΡΘ, ΘΣ ἐστὶ μείζων· μείζων ἄρα ἐστὶ καὶ ἡ ΡΘ περιφέρεια τῆς ΘΣ περιφερείας. Ἀλλ’ ἡ μὲν ΡΘ τῇ ΟΝ ἐστιν ἴση, ἡ δὲ ΘΣ τῇ ΝΑ· καὶ ἡ ΟΝ a ἄρα περιφέρεια τῆς ΝΑ περιφερείας ἐστὶ μείζων.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ Ϛ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐπὶ μεγίστου κύκλου περιφερείας ὁ πόλος ᾖ τῶν παραλλήλων, καὶ τοῦτον τέμνωσι δύο μέγιστοι κύκλοι πρὸς ὀρθὰς, ὧν ὁ μὲν εἷς τῶν παραλλήλων, ὁ δὲ ἕτερος λοξὸς πρὸς τοὺς παραλλήλους· ἀπὸ δὲ τοῦ λοξοῦ κύκλου ἴσαι περιφέρειαι ἀποληφθῶσιν ἑξῆς ἐπὶ τὰ αὐτὰ μέρη τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων, καὶ διὰ τῶν γενομένων σημείων καὶ τοῦ πόλου μέγιστοι κύκλοι γραφῶσιν· ἀνίσους ἀπολήψονται περιφερείας τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων τὰς μεταξὺ αὐτῶν, καὶ μείζονα ἀεὶ τὴν ἔγγιον τοῦ ἐξ ἀρχῆς μεγίστου κύκλου τῆς ποῤῥώτερον.

Ἐπὶ γὰρ μεγίστου κύκλου περιφερείας τοῦ ΑΒΓ ὁ πόλος ἔστω τῶν παραλλήλων τὸ Α σημεῖον, καὶ τὸν ΑΒΓ κύκλον δύο μέγιστοι κύκλοι τεμνέτωσαν πρὸς ὀρθὰς οἱ b ΒΖΓ, ΔΖΕ, ὧν ὁ μὲν ΒΖΓ εἷς ἔστω τῶν παραλλήλων, ὁ δὲ ΔΖΕ λοξὸς πρὸς τοὺς παραλλήλους· ἀπὸ δὲ τοῦ λοξοῦ κύκλου τοῦ ΔΖΕ ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλήφθωσαν αἱ ΚΘ, ΘΗ ἑξῆς ἐπὶ τὰ αὐτὰ μέρη τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων τοῦ ΒΖΓ, διὰ δὲ τοῦ Α καὶ ἑκάστου τῶν Κ, Θ, Η σημείων μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΑΗΛ, ΑΘΜ, ΑΚΝ· λέγω, ὅτι μείζων ἐστὶν ἡ ΛΜ περιφέρεια τῆς ΜΝ περιφερείας.

Γεγράφθωσαν γὰρ διὰ τῶν Κ, Θ, Η σημείων παράλληλοι κύλοι οἱ ΞΗΟ, ΠΘΡ, ΣΚΤ, μείζων ἄρα ἡ ΣΠ περιφέρεια τῆς ΠΞ περιφερείας, διὰ τὸ προδειχθὲν θεώρημα. Ἀλλ’ ἡ μὲν ΣΠ τῇ ΥΘ ἐστιν ἴση, ἡ δὲ ΠΞ τῇ ΘΦ· καὶ ἡ ΥΘ ἄρα τῆς ΘΦ ἐστι μείζων. Κείσθω οὖν τῇ ΘΦ ἴση ἡ ΘΧ· ἔστι δὲ καὶ ἡ ΗΘ τῇ ΘΚ ἴση· ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Η ἐπὶ τὸ Φ ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἴση ἐστὶ τῇ ἀπὸ τοῦ Χ ἐπὶ τὸ Κ ἐπιζευγνυμένῃ εὐθείᾳ. Γεγράφθω διὰ τοῦ Χ τοῖς ἐξ ἀρχῆς παράλληλος κύκλος ὁ ΧΨΩ.

Καὶ ἐπεὶ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΨΚΝ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τὸν ΧΨΩ διὰ τῶν πόλων τέμνει, δίχα τε αὐτὸν τεμεῖ καὶ πρὸς ὀρθάς· ὁ ἄρα ΑΨΚΝ κύκλος ὀρθός ἐστι πρὸς τὸν ΧΨΩ κύκλον, ὥστε καὶ ὁ ΧΨΩ κύκλος ὀρθός ἐστι πρὸς τὸν ΑΨΚΝ κύκλον. Καὶ ἐπεὶ δύο ἐπίπεδα παράλληλα τὰ ΒΖΓ, ΧΨΩ ὑπό τινος ἐπιπέδου τέμνεται τοῦ ΑΨΚΝ, αἱ κοιναὶ αὐτῶν τομαὶ ἄρα παράλληλοί εἰσιν· ἡ ἄρα κοινὴ τομὴ τῶν ΑΨΚΝ, ΒΖΤ, ἥπερ ἐστὶν ἡ ἀπὸ τοῦ Ν σημείου, διάμετρος οὖσα τοῦ ΑΨΚΝ κύκλου, καὶ ἡ κοινὴ τομὴ τῶν ΑΨΚΝ, ΧΨΩ παράλληλοί εἰσιν, [ὥστε ἡ κοινὴ τομὴ τῶν ΑΨΚΝ, ΧΨΩ παράλληλός ἐστι τῇ διαμέτρῳ τοῦ ΑΨΚΝ a ]. Καὶ ἐπεὶ εἰς κύκλον τὸν ΑΨΚΝ διῆκταί τις εὐθεῖα ἡ τῶν ΑΨΚΝ, ΧΨΩ κύκλων κοινὴ τομὴ, εἰς ἄνισα τέμνουσα τὸν ΑΨΚΝ κύκλον, παράλληλος γάρ ἐστι τῇ διαμέτρῳ τοῦ ΑΨΚΝ κύκλου, καὶ ἐπ’ αὐτῆς τμῆμα κύκλου ὀρθὸν ἐφέστηκε τὸ ΧΨ καὶ τὸ τούτῳ συνεχὲς, καὶ διῄρηται ἡ τοῦ ἐφεστῶτος τμήματος περιφέρεια εἰς ἄνισα κατὰ τὸ Χ· ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Χ ἐπὶ τὸ Ψ ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἐλάσσων ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Χ σημείου πρὸς τὴν ΨΚΝ περιφέρειαν προσπιπτουσῶν εὐθειῶν. Ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Χ ἐπὶ τὸ Ψ ἐλάσσων ἐστὶ τῆς ἀπὸ τοῦ Χ ἐπὶ τὸ Κ· ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Χ ἐπὶ τὸ Κ μείζων ἐστὶ τῆς ἀπὸ τοῦ Χ ἐπὶ τὸ Ψ, ἡ δὲ ἀπὸ τοῦ Χ ἐπὶ τὸ Κ ἴση ἐστὶ τῇ ἀπὸ τοῦ Η ἐπὶ τὸ Φ, καὶ ἡ ἀπὸ τοῦ Η ἄρα ἐπὶ τὸ Φ μείζων ἐστὶ τῆς ἀπὸ τοῦ Χ ἐπὶ τὸ Ψ. Καὶ ἐπεὶ ὁ ΧΨΩ κύκλος ἔγγιόν ἐστι τοῦ κέντρου, ἥπερ ὁ ΞΗΟ, μείζων ἄρα ἐστὶν ὁ ΧΨΩ κύκλος τοῦ ΞΗΟ κύκλου. Ἐπεὶ οὖν δύο κύκλοι ἄνισοί εἰσιν οἱ ΧΨΩ, ΞΗΟ, καί ἐστιν ἐλάσσω ὁ ΞΗΟ, καὶ ἐν αὐτοῖς διηγμέναι εἰσὶν εὐθεῖαι, ἐν μὲν τῷ ΞΗΟ ἡ ἀπὸ τοῦ Η ἐπὶ τὸ Φ, ἐν δὲ τῷ ΧΨΩ ἡ ἀπὸ τοῦ Χ ἐπὶ τὸ Ψ, καί ἐστιν ἡ ἀπὸ τοῦ Η ἐπὶ τὸ Φ μείζων τῆς ἀπὸ τοῦ Χ ἐπὶ τὸ Ψ· ἡ ΗΦ ἄρα περιφέρεια τῆς ΧΨ περιφερείας μείζων ἐστὶν ἢ ὁμοία. Ἀλλ’ ἡ μὲν ΗΦ τῇ ΛΜ ἐστιν ὁμοία, ἡ δὲ ΧΨ τῇ ΜΝ ἐστιν ὁμοία· καὶ ἡ ΜΛ ἄρα περιφέρεια τῆς ΜΝ περιφερείας μείζων ἐστὶν ἢ ὁμοία, καί εἰσι τοῦ αὐτοῦ κύκλου· μείζων ἄρα ἡ ΛΜ περιφέρεια τῆς ΜΝ περιφερείας.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ζ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος κύκλου τίνος τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ ἐφάπτηται, ἄλλος δέ τις μέγιστος κύκλος, λοξὸς ὢν πρὸς τοὺς παραλλήλους, μειζόνων ἐφάπτηται, ἢ ὧν ὁ ἐξ ἀρχῆς ἐφήπτετο· ἔτι δὲ αἱ ἁφαὶ ὦσιν ἐπὶ τοῦ ἐξ ἀρχῆς μεγίστου κύκλου, ἀπὸ δὲ τοῦ λοξοῦ ἴσαι περιφέρειαι ἀποληφθῶσιν ἑξῆς ἐπὶ τὰ αὐτὰ μέρη τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων, διὰ δὲ τῶν γενομένων σημείων παράλληλοι κύκλοι γραφῶσιν· ἀνίσους ἀπολήψονται περιφερείας τοῦ ἐξ ἀρχῆς μεγίστου κύκλου, τὰς μεταξὺ αὐτῶν, καὶ μείζονα ἀεὶ τὴν ἔγγιον τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων τῆς ποῤῥώτερον.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΒΓ κύκλου τινὸς τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τοῦ ΑΔ ἐφαπτέσθω κατὰ τὸ Α σημεῖον, ἄλλος δέ τις μέγιστος κύκλος ὁ ΕΖΗ, λοξὸς ὢν πρὸς τοὺς παραλλήλους, μειζόνων ἐφαπτέσθω, ἢ ὧν ὁ ΑΒΓ κύκλος ἐφάπτεται· ἔτι δὲ αἱ ἁφαὶ ἔστωσαν ἐπὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου κατὰ τὰ Ε, Η σημεῖα, μέγιστος δὲ τῶν παραλλήλων ἔστω ὁ ΒΖΓ· ἀπὸ δὲ τοῦ λοξοῦ a κύκλου τοῦ ΕΖΗ ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλήφθωσαν αἱ ΑΚ, ΚΘ ἑξῆς ἐπὶ τὰ αὐτὰ μέρη τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων τοῦ ΒΖΓ, διὰ δὲ τῶν Θ, Κ, Λ σημείων παράλληλοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΜΘΚ, ΞΚΟ, ΠΛΡ· λέγω δὴ, ὅτι μείζων ἐστὶν ἡ ΠΞ περιφέρεια τῆς ΞΜ περιφερείας.

Γεγράφθω γὰρ διὰ τοῦ Κ σημείου τοῦ ΑΔ κύκλου ἐφαπτόμενος μέγιστος κύκλος ὁ ΔΚΣ, ὥςτε ἀσύμπτωτον εἶναι τὸ ἀπὸ τοῦ Α ἡμικύκλιον, ὡς ἐπὶ τὰ Β μέρη a, τῷ ἀπὸ τοῦ Δ ἡμικυκλίῳ, ὡς ἐπὶ τὰ Σ μέρη· καὶ εἰλήφθω ὁ πόλος τῶν παραλλήλων, καὶ ἔστω τὸ Υ σημεῖον, καὶ διὰ τῶν Υ, Κ σημείων μέγιστος κύκλος γεγράφθω ὁ ΥΚΦ.

Ἐπεὶ οὖν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΥΚΦ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τὸν ΠΛΡ διὰ τῶν πόλων τέμνει, δίχα τε αὐτὸν τεμεῖ καὶ πρὸς ὀρθάς· ὁ ΥΚΦ ἄρα κύκλος ὀρθός ἐστι πρὸς τὸν ΠΛΡ κύκλον. Κύκλου δή τινος τοῦ ΠΛΡ ἐπὶ διαμέτρου, τῆς ἀπὸ τοῦ Φ, κύκλου τμῆμα ὀρθὸν ἐφίσταται τὸ ΦΚΥ καὶ τὸ τούτῳ συνεχές· καὶ διῄρηται ἡ τοῦ ἐφεστῶτος τμήματος περιφέρεια εἰς ἄνισα κατὰ τὸ Κ σημεῖον, καί ἐστιν ἐλάσσων ἢ ἡμίσεια ἡ ΦΚ· ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Κ ἐπὶ τὸ Φ ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἐλαχίστη ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Κ σημείου πρὸς τὴν ΠΛΡ περιφέρειαν προσπιπτουσῶν εὐθειῶν, αἰεὶ δὲ ἡ ἔγγιον αὐτῆς τῆς ἀπώτερόν ἐστιν ἐλάσσων· ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Κ ἐπὶ τὸ Σ ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἐλάσσων ἐστὶ τῆς ἀπὸ τοῦ Κ ἐπὶ τὸ Λ ἐπιζευγνυμένης εὐθείας· καί εἰσιν ἴσοι οἱ ΔΚΣ, ΕΛΗ κύκλοι, μέγιστοι γάρ εἰσι, μείζων ἄρα ἡ ΚΛ περιφέρεια τῆς ΚΣ περιφερείας. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ΘΚ περιφέρεια μείζων ἐστὶ τῆς ΚΨ περιφερείας· καί ἐστιν ἴση ἡ ΘΚ τῇ ΚΛ, μία ἄρα τῶν ΘΚ, ΚΛ ἑκατέρας τῶν ΨΚ, ΚΣ μείζων ἐστί. Καὶ ἐπεὶ παράλληλός ἐστιν ὁ ΠΦΣΛΡ κύκλος τῷ ΜΘΝ κύκλῳ, ὁ δὲ ΠΦΣΛΡ κύκλος συμπίπτει τῇ τῶν ΘΚΛ, ΨΚΣ κοινῇ τομῇ ἐντὸς τῆς ἐπιφανείας τῆς σφαίρας, καὶ ὁ ΜΘΝ ἄρα κύκλος συμπεσεῖται τῇ τῶν ΘΚΛ, ΨΚΣ κύκλων κοινῇ τομῇ ἐκτὸς τῆς ἐπιφανείας τῆς σφαίρας, ὡς κατὰ τὸ Κ σημεῖον. Ἐπεὶ οὖν ἐν σφαίρᾳ μέγιστοι κύκλοι οἱ ΘΚΛ, ΨΚΣ τέμνουσιν ἀλλήλους κατὰ τὸ Κ σημεῖον, ἀπὸ δὲ ἑνὸς αὐτῶν τοῦ ΘΚΛ ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλημμέναι εἰσὶν αἱ ΘΚ, ΚΛ ἑξῆς ἐφ’ ἑκάτερα τοῦ σημείου, καθ’ ὁ τέμνουσιν ἀλλήλους, καὶ διὰ τῶν Θ, Λ σημείων παράλληλα ἐπίπεδα ἐκβέβληται τὰ ΠΛΡ, ΜΘΝ, ὧν τὸ ΜΘΝ συμπίπτει τῇ τῶν ΘΚΛ, ΨΚΣ κύκλω κοινῇ τομῇ ἐκτὸς τῆς ἐπιφανείας τῆς σφαίρας, ὡς κατὰ τὸ Κ σημεῖον, μία δὲ τῶν ΘΚ, ΚΛ περιφερειῶν μείζων ἐστὶν ἑκατέρας τῶν ΣΚ, ΚΨ· μείζων ἄρα καὶ ἡ ΣΚ τῆς ΚΨ. Ἀλλ’ ἡ μὲν ΣΚ τῇ ΠΞ ἐστιν ἴση, ἡ δὲ ΚΨ τῇ ΜΞ· καὶ ἡ ΠΞ ἄρα τῆς ΞΜ b μείζων ἐστίν.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ η′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος τινὸς κύκλου τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ ἐφάπτηται, ἄλλος δέ τις μέγιστος κύκλος, λοξὸς ὢν πρὸς τοὺς παραλλήλους, μειζόνων ἐφάπτηται, ἢ ὧν ὁ ἐξ ἀρχῆς ἐφήπτετο· ἔτι δὲ αἱ ἁφαὶ ὦσιν ἐπὶ τοῦ ἐξ ἀρχῆς μεγίστου κύκλου· ἀπὸ δὲ τοῦ λοξοῦ κύκλου ἴσαι περιφέρειαι ἀποληφθῶσιν ἑξῆς ἐπὶ τὰ αὐτὰ μέρη τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων· διὰ δὲ τῶν γινομένων σημείων γραφῶσοι μέγιστοι κύκλοι ἐφαπτόμενοι, οὗ καὶ ὁ ἐξ ἀρχῆς ἐφήπτετο, ὁμοίας ἀφαιροῦντες περιφερείας τῶν παραλλήλων κύκλων, τὰς μεταξὺ αὐτῶν, ἀσύμπτωτα ποιοῦντες τὰ ἀπὸ τῶν ἐπαφῶν ἡμικύκλια, ὡς ἐπὶ τὰ μέρη τῶν σημείων, δέ ὧν ἐγράφησαν, τῷ ἡμικυκλίῳ τοῦ ἐξ ἀρχῆς μεγίστου κύκλου, τῷ, ἐφ’ οὗ ἂν ᾖ ἡ συναφὴ τοῦ λοξοῦ κύκλου, ἡ μεταξὺ τοῦ τε φανεροῦ πόλου καὶ τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων· ἀνίσους ἀπολήψονται περιφερείας τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων, τὰς μεταξὺ αὐτῶν, καὶ μείζονα ἀεὶ τὴν ἔγγιον τοῦ ἐξ ἀρχῆς μεγίστου κύκλου τῆς ποῤῥώτερον.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΒΓ κύκλου τινὸς τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τοῦ ΑΔ ἐφαπτέσθω κατὰ τὸ Α σημεῖον, ἄλλος δέ τις μέγιστος ὁ ΕΖΓ λοξὸς ὢν πρὸς τοὺς παραλλήλους, μειζόνων ἐφαπτέσθω, ἢ ὧν ὁ ΑΒΓ κύκλος ἐφάπτεται· ἔτι δὲ αἱ ἁφαὶ ἔστωσαν ἐπὶ τοῦ ΑΒΓ κύκλου κατὰ τὰ Ε, Γ σημεῖα, μέγιστος δὲ τῶν παραλλήλων ἔστω ὁ ΒΖ· ἀπὸ δὲ τοῦ λοξοῦ κύκλου τοῦ ΕΖΓ ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλήφθωσαν αἱ ΗΘ, ΘΚ ἑξῆς ἐπὶ τὰ αὐτὰ μέρη τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων τοῦ ΒΖ, καὶ διὰ τῶν Η, Θ, Κ σημείων μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΔΗΛ, ΜΘΝ, ΞΚΟ ἐφαπτόμενοι τοῦ ΑΔ κύκλου κατὰ τὰ Δ, Μ, Ξ σημεῖα, ὁμοίας ἀφαιροῦντες περιφερείας τῶν παραλλήλων κύκλων, τὰς μεταξὺ αὐτῶν, ἀσύμπτωτα ποιοῦντες τὰ ἀπὸ τῶν Δ, Μ, Ξ ἡμικύκλια, ὡς ἐπὶ τὰ μέρη τῶν Η, Θ, Κ, τῷ ΑΒ ἡμικυκλίῳ· λέγω, ὅτι μείζων ἐστὶν ἡ ΛΝ περιφέρεια τῆς ΝΟ περιφερείας.

Γεγράφθωσαν γὰρ διὰ τῶν Η, Θ, Κ σημείων παράλληλοι κύκλοι οἱ ΠΗΡ, ΣΘ, ΤΥΚ, μείζων ἄρα ἐστὶν ἡ ΣΤ περιφέρεια τῆς ΣΠ περιφερείας. Ἀλλ’ ἡ μὲν ΣΤ ἴση ἐστὶ τῇ ΘΥ, ἡ δὲ ΣΠ’ ἴση ἐστὶ τῇ ΘΡ· καὶ ἡ ΥΘ ἄρα τῆς ΘΡ μείζων ἐστί. Κείσθω οὖ τῇ ΦΡ ἴση ἡ ΘΦ, ἔστι δὲ καὶ ἡ ΗΘ τῇ ΘΚ ἴση· ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Η ἐπὶ τὸ Ρ ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἴση ἐστὶ τῇ ἀπὸ τοῦ Φ ἐπὶ τὸ Κ ἐπιζευγνυμένῃ εὐθείᾳ. Γεγράφθω διὰ τοῦ Φ ὁποτέρῳ τῶν ΠΗΡ, ΣΘ, ΤΥΚ, ΒΖ παράλληλος ὁ ΧΦΨ, καὶ εἰλήφθω ὁ πόλος τῶν παραλλήλων κύκλων τὸ Ω, καὶ διὰ τῶν Ω, Ο σημείων μέγιστος κύκλος γεγράφθω ὁ ΩΟ.

Καὶ ἐπεὶ ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΩΟ κύκλον τινὰ τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τὸν ΒΖ διὰ τῶν πόλων τέμνει, δίχα τε αὐτὸν τεμεῖ καὶ πρὸς ὀρθάς· ὁ ΩΟ ἄρα κύκλος ὀρθός ἐστι πρὸς τὸν ΒΖ κύκλον, ὁ ΞΚΟ ἄρα πρὸς τὸν ΒΖ κέκλιται, ὡς ἐπὶ τὰ Α, Ε, Β μέρη, καὶ ὁ ΒΖ πρὸς τὸν ΞΚΟ κέκλιται, ὡς ἐπὶ τὰ Α, Ε, Β μέρη. Παράλληλος δὲ ὁ ΒΖ τῷ ΧΦΨ, καὶ ὁ ΧΦΨ ἄρα πρὸς τὸν ΞΚΟ κέκλιται, ὡς ἐπὶ τὰ Ξ μέρη. Καὶ ἐπεὶ δύο ἐπίπεδα παράλληλα τὰ ΒΖ, ΧΦΨ ὑπό τινος ἐπιπέδου τοῦ λοξοῦ τέμνεται τοῦ ΞΚΟ, αἱ κοιναὶ ἄρα αὐτῶν τομαὶ παράλληλοί εἰσιν· ἡ δὲ κοινὴ τομὴ τῶν ΞΚΟ, ΒΖ ἐστιν ἡ ἀπὸ τοῦ Ο σημείου διάμετρος τοῦ ΞΚΟ κύκλου· ἡ ἄρα κοινὴ τομὴ τῶν ΞΚΟ, ΧΦΨ, ἥτις ἐστὶν ἡ ἀπὸ τοῦ Ψ σημείου διηγμένη, παράλληλός ἐστι τῇ ἀπὸ τοῦ Ο διαμέτρῳ τοῦ ΞΚΟ κύκλου. Εἰς δὲ κύκλον τὸ ΞΚΟ διῆκταί τις εὐθεῖα ἡ τῶν ΞΚΟ, ΧΦΨ κοινὴ τομὴ εἰς ἄνισα τέμνουσα τὸν κύκλον, παράλληλος γάρ ἐστι τῇ διαμέτρῳ τοῦ ΞΚΟ κύκλου, καὶ ἐπ’ αὐτῆς τμῆμα κύκλου ἐφέστηκε τὸ ΧΨ καὶ τό τούτῳ συνεχὲς, κεκλιμένον πρὸς τὸ μὴ μεῖζον ἡμικυκλίου· διῄρηται δὲ ἡ τοῦ ἐφεστῶτος τμήματος περιφέρεια εἰς ἄνισα κατὰ τὸ Φ σημεῖον, καὶ ἡ ΦΨ ἐλάσσων ἐστὶν, ἢ ἡμίσεια τοῦ ἐφεστῶτος τμήματος περιφέρεια· ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ ᾧ ἐπὶ τὸ Ψ ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἐλάσσων ἐστὶ πασῶν τῶν ἀπὸ τοῦ Φ σημείου πρὸς τὴν μὴ ἐλάσσονα ἡμικυκλίου περιφέρειαν προσπιπτουσῶν εὐθειῶν· ἡ ἄρα ἀπὸ τοῦ Φ ἐπὶ τὸ Ψ ἐλάσσων ἐστὶ τῆς ἀπὸ τοῦ Φ ἐπὶ τὸ Κ, ἡ δὲ ἀπὸ τοῦ Φ ἐπὶ τὸ Κ ἴση ἐστὶ τῇ ἀπὸ τοῦ Η ἐπὶ τὸ Ρ, ὥστε ἡ ἀπὸ τοῦ Η ἐπὶ τὸ Ρ μείζων ἐστὶ τῆς ἀπὸ τοῦ Φ ἐπὶ τὸ Ψ. Καὶ ἐπεὶ ὁ ΦΧ κύκλος ἔγγιόν ἐστι τοῦ κέντρου τῆς σφαίρας, ἤπερ ὁ ΠΗΡ· μείζων ἄρα ἐστὶν ὁ ΧΦΨ κύκλος τοῦ ΠΗΡ κύκλου. Ἐπεὶ οὖν δύο κύκλοι ἄνισοί εἰσιν οἱ ΧΦΨ, ΠΗΡ, καὶ ἐλάσσων ἐστὶν ὁ ΠΗΡ κύκλος, καὶ ἐν αὐτοῖς διηγμέναι εἰσὶν εὐθεῖαι, ἐν μὲν τῷ ΠΗΡ ἡ ἀπὸ τοῦ Η ἐπὶ τὸ Ρ, ἐν δὲ τῷ ΧΦΨ ἡ ἀπὸ τοῦ Φ ἐπὶ τὸ Ψ, καὶ ἡ ἐν τῷ ἐλάσσονι κύκλῳ διηγμένη μείζων ἐστὶ τῆς ἐν τῷ μείζονι κύκλῳ διηγμένης εὐθείας, τοῦτ’ ἔστι, μείζων ἐστὶν ἡ ἀπὸ τοῦ Η ἐπὶ τὸ Ρ τῆς ἀπὸ τοῦ Φ ἐπὶ τὸ Ψ· ἡ ΗΡ ἄρα περιφέρεια τῆς ΨΦ περιφερείας μείζων ἐστὶν ἡ ὁμοία· ἀλλ’ ἡ μὴν ΗΡ περιφέρεια τῇ ΛΝ περιφερείᾳ ἐστὶν ὁμοία, ἡ δὲ ΦΨ τῇ ΝΟ ἐστὶν ὁμοία· καὶ ἠ ΑΝ ἄρα μείζων ἐστιν ἢ ὁμοία τῆς ΝΟ. καί εἰσι τοῦ αὐτοῦ κύκλου, μείζων ἄρα ἐστὶν ἡ ΑΝ περιφέρεια τῆς ΝΟ περιφερείας.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ θ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐπὶ μεγίστου κύκλου περιφερείας ὁ πόλος ᾖ τῶν παραλλήλων, καὶ τοῦτον τέμνωσι δύο μέγιστοι κύκλοι πρὸς ὀρθὰς, ὧν ὁ μὲν εἷς τῶν παραλλήλων, ὁ δὲ ἕτερος λοξὸς πρὸς τοὺς παραλλήλους, ἀπὸ δὲ τοῦ λοξοῦ κύκλου ἴσαι περιφέρειαι ἀποληφθῶσι μὴ οὖσαι ἑξῆς, ἐπὶ τὰ αὐτὰ δὲ μέρη τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων κύκλου· διὰ δὲ τῶν γενομένων σημείων καὶ τοῦ πό. λου μέγιστοι κύκλοι γραφῶσιν· ἀνίσους ἀπολήψονται περιφερείας τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων, τὰς μεταξὺ αὐτῶν, καὶ μείζονα ἀεὶ τὴν ἔγγιον τοῦ ἐξ ἀρχῆς μεγίστου κύκλου τῆς ποῤῥώτερον.

Ἐπὶ γὰρ μεγίστου κύκλου περιφερείας τοῦ ΑΒΓ ὁ πόλος ἔστω τῶν παραλλήλων τὸ Α σημεῖον, καὶ τὸν ΑΒΓ κύκλον δύο μέγιστοι κύκλοι τεμνέτωσαν οἱ ΔΕΓ, ΒΕ πρὸς ὀρθὰς, ὧ ὁ μὲν ΒΕ εἷς ἔστω τῶν παραλλήλων, ὁ δὲ ΔΕΓ λοξὸς πρὸς τοὺς παραλλήλους· ἀπὸ δὲ τοῦ λοξοῦ κύκλου τοῦ ΔΕΓ ἴσαι περιφέρειαι ἀπειλήφθωσαν μὴ οὖσαι ἑξῆς, ἐπὶ τὰ αὐτὰ δὲ μέρη τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων τοῦ ΒΕ, αἱ ΖΗ, ΘΚ· καὶ διὰ τῶν Ζ, Η, Θ, Κ σημείων καὶ τοῦ Α πόλου μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΑΖΛ, ΑΗΜ. ΑΘΝ, ΑΚΞ. λέγω. ὅτι μείζων ἐστὶν ἡ ΛΜ περιφέρεια τῆς ΝΞ περιφερείας.

Ἡ γὰρ ΗΘ ταῖς ΖΗ, ΘΚ ἤτοι σύμμετρός ἐστιν, ἢ οὔ. Ἔστω πρότερον σύμμετρος ἡ ΗΘ ταῖς ΖΗ ΘΚ, καὶ διῃρήσθωσαν αἱ ΖΗ, ΗΘ, ΘΚ εἰς τὰ μέρη κατὰ Ο, Π, Ρ, Σ σημεῖα καὶ διὰ τῶν Ο, Π Σ σημείων και τοῦ Α πόλου μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΟΤ, ΠΥ, ΡΦ, ΣΧ. Ἐπεὶ οὖν αἱ ΖΟ, ΟΗ, ΗΠ, ΠΡ, ΡΘ, ΘΣ, ΣΚ περιφέρειαι ἑξῆς ἴσαι ἀλλήλαις εἰσίν, αἱ ΛΤ, ΓΜ, ΜΥ, ΥΦ, ΦΝ, ΝΧ, ΧΞ ἄρα ἑξῆς ἀλλήλων μείζονές εἰσιν, ἀρχόμεναι ἀπὸ μεγίστης τῆς ΛΤ.

Επεὶ οὖν μείζων ἐστὶν ἡ μὲν ΛΤ τῆς ΝΧ, ἡ δὲ ΤΜ τῆς ΧΞ. ὅλη ἄρα ἡ ΛΜ ὅλης τῆς ΝΞ μέίζων ἐστί.

Μὴ ἔστω δὴ ἡ ΗΘ ταῖς ΖΗ, ΘΚ σύμμετρος· λέγω, ὅτι ὁμοίως μείζων ἐστὶν ἡ ΛΜ περιφέρεια τῆς ΝΞ περιφερείας.

Εἰ γὰρ μὴ ἔσται μείζων, ἤτοι ἐλάσσων ἐστὶν αὐτῆς, ἠ ἴση αὐτῇ. Ἔστω πρότερον, εἰ δυνατὸν, ἐλάσσων ἡ ΑΜ τῆς ΝΞ, ὡς ἔχει ἐπὶ τῆς δευτέρας καταγραφῆς. Κείσθω τῇ ΑΜ ἴση ἡ ΝΟ, καὶ διὰ τοῦ Α πόλου καὶ τοῦ Ο μέγιστος κύκλος γεγράφθω ὁ ΠΟ· καὶ τριῶν οὐσῶν περιφερειῶν ὁμογενῶν ἀνίσων τῶν ΚΘ, ΘΠ, ΗΘ εἰλή φθω τις περιφέρεια ἡ ΘΡ, μείζων μὲν οὖσα τῆς ΘΠ, ἐλάσσων δὲ τῆς ΘΚ a, σύμμετρος δὲ τῇ ΗΘ· καὶ κείσθω τῇ ΘΡ ἴση ἡ ΣΗ καὶ διὰ τῶν Σ, Ρ σημείων καὶ διὰ τοῦ Α πόλου μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΣΤ, ΡΥ.

Ἐπεὶ οὖν ἴση ἐστὶν ἡ ΣΗ τῇ ΘΡ, ἡ ΤΜ ἄρα τῆς ΝΟ μείζων ἐστί· τῆς δὲ ΤΜ ἡ ΛΜ μείζων ἐστὶ, πολλῷ ἄρα ἡ ΜΑ τῆς ΝΟ μείζων ἐστὶν· ἀλλὰ καὶ ἴση, ὅπερ ἐστὶν ἀδύνατον· οὐκ ἄρα ἐλάσσων ἐστὶν ἡ ΛΜ τῆς ΝΞ.

Λέγω δὴ, ὅτι οὐδὲ ἴση ἐστὶν ἡ ΛΜ τῇ ΝΞ.

Εἰ γὰρ δυνατὸν, ἔστω, ὡς ἔχει ἐπὶ τῆς τρίτης καταγραφῆς, καὶ τετμήσθωσαν αἱ ΖΗ, ΘΚ δίχα κατὰ τὰ Ο, Π σημεῖα, καὶ διὰ τῶν Ο, Π σημείων καὶ τοῦ Α πόλου μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΟΡ, ΠΣ.

Ἐπεὶ οὖν αἱ ΖΟ, ΟΗ ἑξῆς ἴσαι ἀλλήλαις εἰσὶν, αἱ ἄρα ΛΡ, ΡΜ ἑξῆς ἀλλήλων μείζονές εἰσιν, ἀρχόμεναι ἀπὸ μεγίστης τῆς ΛΡ μείζων ἄρα ἐστὶν ἡ ΛΡ τῇ ΡΜ, ἡ ἄρα ΛΜ τῆς ΜΡ μείζων ἐστὶν ἢ διπλῆ. Πάλιν, ἐπεὶ αἱ ΘΗ, ΠΚ ἑξῆς ἴσαι ἀλλήλαις εἰσὶν, αἱ ΝΣ, ΣΞ ἄρα ἑξῆς ἀλλήλων μείζους εἰσὶν, ἀρχόμεναι ἀπὸ μεγίστης τῆς ΝΣ· μείζων ἄρα. ἐστὶν ἡ ΝΣ τῆς ΣΞ, ὥστε ἡ ΞΝ τῆς ΝΣ ἐλάσσω ἐστὶν ἢ διπλῆ. Ἐπεὶ οὖν ἴση ἐστὶν ἡ ΛΜ τῇ ΝΞ, ὧν ἡ ΛΜ τῆς ΜΡ μείζων ἐστὶν ἢ διπλῆ, ἡ δὲ ΞΝ τῆς ΝΣ ἐλάσσων ἐστὶν ἢ διπλῆ· ἐλάσσων ἄρα ἐστὶν ἡ ΡΜ τῆς ΝΣ, ἴσων ὑποκειμένων τῶν ΟΗ, ΘΠ, ὅπερ ἐστὶν ἀδύνατον. Οὐκ ἄρα ἴση ἐστὶν ἡ ΛΜ τῇ ΝΞ· ἐδείχθη δὲ, ὅτι οὐδὲ ἐλάσσων· μείζων ἄρα ἐστὶν ἡ ΛΜ περιφέρεια τῆς ΝΞ περιφερείας.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ι′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐπὶ μεγίστου κύκλου περιφερείας πόλος ἦ τῶν παραλλήλων, καὶ τοῦτον τέμνωσι δύο μέγιστοι κύκλοι πρὸς ὀρθὰς, ὧν ὁ μὲν εἷς τῶν παραλλήλων, ὁ δὲ ἕτερος λοξὸς πρὸς τοὺς παραλλήλους· ἐπὶ δὲ τοῦ λοξοῦ κύκλου ληφθῇ δύο τυχόντα σημεῖα ἐπὶ τὰ αὐτὰ μέρη τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων, διὰ δὲ τῶν σημείων καὶ τοῦ πόλου τῶν παραλλήλων μέγιστοι κύκλοι γραφῶσιν· ἔσται, ὡς ἡ τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων περιφέρεια, ἡ μεταξὺ τοῦ ἐξ ἀρχῆς μεγίστου κύκλου καὶ τοῦ ἑξῆς διὰ τῶν πόλων, πρὸς τὴν τοῦ λοξοῦ κύκλου περιφέρειαν, τὴν μεταξὺ τῶν αὐτῶν κύκλων, οὕτως ἡ ἑξῆς τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων περιφέρεια, ἡ μεταξὺ τῶν διὰ τοῦ πόλου μεγίστων κύκλων καὶ τῶν ληφθέντων σημείων, πρὸς ἐλάσσονά τινα περιφέρειαν τῆς τοῦ λοξοῦ κύκλου περιφερείας, τῆς μεταξὺ τῶν ληφθέντων δύο σημείων.

Ἐπὶ γὰρ μεγίστου κύκλου περιφερείας τοῦ ΑΒΓ ὁ πόλος ἔστω τῶν παραλλήλων τὸ Α σημεῖον, καὶ τὸν ΑΒΓ κύκλον δύο τεμνέτωσαν μέγιστοι κύκλοι πρὸς ὀρθὰς οἱ ΔΕΓ, ΒΕ, ὧν ὁ μὲν ΒΕ εἷς ἔστω τῶν παραλλήλων, ὁ δὲ ΔΕΓ λοξὸς πρὸς τοὺς παραλλήλους· ἐπὶ δὲ τοῦ λοξοῦ κύκλου τοῦ ΔΕΓ εἰλήφθω δύο τυχόντα σημεῖα τὰ Ζ, Η ἐπὶ τὰ αὐτὰ μέρη τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων τοῦ ΒΕ, καὶ διὰ τῶν Ζ, Η σημείων καὶ τοῦ πόλου μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΑΖΘ, ΑΗΚ· λέγω, ὅτι ἔστιν, ὡς ἡ ΒΘ περιφέρεια πρὸς τὴν ΔΖ περιφέρειαν, οὕτως ἡ ΘΚ περιφέρεια πρὸς ἐλάσσονά τινα τῆς ΖΗ περιφερείας.

Ἤτοι γὰρ ἡ ΖΗ τῇ ΔΖ σύμμετρός ἐστιν, ἢ οὔ. Ἔστω πρότερον σύμμετρος, καὶ διῃρήσθωσαν εἰς τὰ μέρη αἱ ΔΖ, ΗΖ κατὰ τὰ Λ, Μ, Ν σημεῖα, καὶ διὰ τῶν Λ, Μ, Ν καὶ πόλου τοῦ Α μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΑΞ, ΜΟ, ΝΠ. Ἐπεὶ οὖν αἱ ΔΛ, ΜΛ, ΜΖ, ΖΝ, ΝΗ ἑξῆς ἴσαι ἀλλήλαις εἰσὶν, αἱ ΒΞ, ΞΟ, ΟΘ, ΘΠ, ΠΚ ἄρα ἑξῆς ἀλλήλων μείζονές εἰσιν, ἀρχόμεναι ἀπὸ τῆς μεγίστης τῆς ΒΞ.

Ἐπεὶ οὖν αἱ ΒΞ, ΞΟ, ΟΘ, ΘΠ, ΠΚ ἑξῆς μείζους ἀλλήλων εἰσὶν, αἱ δὲ ΔΛ, ΛΜ, ΜΖ, ΖΝ, ΝΗ ἑξῆς ἴσαι ἀλλήλαις εἰσὶ, καὶ ἔτι τὸ μὲν πλῆθος τῶν ΒΞ, ΞΟ, ΟΘ ἴσον τῷ πλήθει τῶν ΔΛ, ΛΜ, ΜΖ, τὸ δὲ πλῆθος τῶν ΘΠ, ΠΚ ἴσον τῷ πλήθει τῶν ΖΝ, ΝΗ· ἡ ΒΘ ἄρα πρὸς τὴν ΔΖ μείζονα λόγον ἔχει, ἤπερ ἡ ΘΚ πρὸς τὴν ΖΗ. Ἐὰν ἄρα ποιῶμεν, ὡς τὴν ΒΘ πρὸς τὴν ΔΖ, οὕτω τὴν ΘΚ πρὸς ἄλλην τινὰ, ἔσται πρὸς ἐλάσσονα τῆς ΖΗ· ἔστιν ἄρα, ὡς ἡ ΒΘ περιφέρεια πρὸς τὴν ΔΖ περιφέρειαν, οὕτως ἡ ΘΚ πρὸς ἐλάσσονά τινα περιφερείαν τῆς ΖΗ.

Μὴ ἔστω δὴ ἡ ΖΗ τῇ ΔΖ σύμμετηρος· λέγω, ὅτι καὶ οὕτως ἔστιν, ὡς ἡ ΒΘ περιφέρεια πρὸς τὴν ΔΖ περιφέρειαν, οὕτως ἡ ΘΚ περιφέρεια πρὸς ἐλάσσονά τινα τῆς ΖΗ περιφερείας.

Εἰ γὰρ μὴ, ἤτοι πρὸς μείζονα τῆς ΖΗ ἔσται, ἢ πρὸς αὐτήν. Ἔστω πρότερον, εἰ δυνατὸν, πρὸς μείζονα τῆς ΖΗ τὴν ΛΖ, ὡς ἔχει ἐπὶ τῆς δευτέρας καταγραφῆς· καὶ τριῶν οὐσῶν ἀνίσων περιφερειῶν τῶν ΛΖ, ΖΗ, ΖΔ ειλήφθω τις περιφέρεια ἡ ΖΜ τῆς μὲν ΖΛ οὖσα ἐλάσσων, τῆς δὲ ΖΗ μείζων, σύμμετρος δὲ τῇ ΖΔ· καὶ διὰ τοῦ Μ καὶ τοῦ Α πόλου μέγιστος κύκλος γεγράφθω ὁ ΜΝ.

Ἐπεὶ οὖν σύμμετρός ἐστιν ἡ ΖΜ τῇ ΖΔ· ἔστιν ἆρα ὡς ἡ ΒΘ πρὸς τὴν ΔΖ, οὕτως ἡ ΘΝ πρὸς ἐλάσσονά τινα τῆς ΖΜ. Ὡς δὲ ἡ ΒΘ πρὸς τὴν ΔΖ, οὕτως ἔστιν ἡ ΘΚ πρὸς τὴν ΖΛ καὶ ὡς ἄρα ἡ ΘΚ πρὸς τὴν ΖΛ, οὕτως ἔστιν ἡ ΘΝ πρὸς ἐλάσσονα τῆς ΖΜ· καὶ ἐναλλὰξ ἄρα ὡς ἡ ΘΚ πρὸς τὴν ΘΝ, οὕτως ἡ ΖΛ πρὸς ἐλάσσονα τῆς ΖΜ. Ἐλάσσων δὲ ἡ ΘΚ τῆς ΘΝ, ἐλάσσων ἄρα καὶ ἡ ΛΖ τῆς ἐλάσσονος τῆς ΖΜ· ἀλλὰ καὶ μείζων, ὅπερ ἐστὶν ἀδύνατον. Οὐκ ἅρα ἔστιν, ὡς ἡ ΒΘ πρὸς τὴν ΔΖ, οὕτως ἡ ΘΚ πρὸς μείζονά τινα περιφέρειαν τῆς ΖΗ περιφερείας.

Λέγω, ὅτι οὐδὲ πρὸς αὐτήν.

Εἰ γὰρ δυνατὸν, ἔστω ὡς ἡ ΒΘ πρὸς τὴν ΔΖ, οὕτως ἡ ΘΚ πρὸς τὴν ΖΗ, ὡς ἔχει ἐπὶ τῆς τρίτης καταγραφῆς, καὶ τετμήσθω ἑκατέρα τῶν ΔΖ, ΖΗ δίχα κατὰ τὰ Λ, Μ σημεῖα, καὶ δι’ ἑκατέρου τῶν Λ, Μ σημείων καὶ τοῦ Α πόλου μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΛΝ, ΜΞ.

Ἐπεὶ οὖν αἱ ΔΛ, ΛΖ ἑξῆς ἴσαι ἀλλήλαις εἰσὶν, αἱ ΒΝ, ΝΘ ἄρα ἑξῆς μείζους εἰσὶν ἀλλήλων, ἀρχόμεναι ἀπὸ μεγίστης τῆς ΒΝ· ἡ ΒΘ ἄρα τῆς ΘΝ μείζων ἐστὶν ἢ διπλῆ. Ὁμοίως δὴ δείξομεν, ὅτι καὶ ἡ ΚΘ τῆς Θ ἐλάσσων ἐστὶν ἢ διπλῆ. Ἐπεὶ οὖν ἡ μὲν ΒΘ τῆς ΘΝ μείζων ἐστὶν ἢ διπλῇ, ἡ δὲ ΚΘ τῆς ΘΞ ἐλάσσων ἐστὶν ἢ διπλῇ· ἡ ΒΘ ἄρα πρὸς τὴν ΘΝ μείζονα λόγον ἔχει, ἥπερ ἡ ΚΘ πρὸς τὴν ΘΞ· καὶ ἐναλλὰξ ἡ ΒΘ ἄρα πρὸς τὴν ΘΚ μείζονα λόγον ἔχει. ἤπερ ἡ ΝΘ πρὸς τὴν ΘΞ. Ὡς δὲ ἡ ΒΘ πρὸς τὴν ΘΚ, οὕτως ἔστιν ἡ Δ πρὸς τὴν ΖΗ· ἡ ΝΘ ἄρα πρὸς τὴν ΘΞ ἐλάσσονα λόγον ἔχει, ἤπερ ἡ ΔΖ πρὸς τὴν ΖΗ. Ὡς δὲ ἡ ΔΖ πρὸς τὴν ΖΗ, οὕτως ἔστιν ἡ ΛΖ πρὸς τὴν ΖΜ· ἡ ΝΘ ἄρα πρὸς τὴν ΞΘ ἐλάσσουα λόγον ἔχει, ἥπερ ἡ ΛΖ πρὸς τὴν ΖΜ· καὶ ἐναλλὰξ ἡ ΝΘ ἄρα πρὸς τὴν ΛΖ ἐλάσσονα λόγον ἔχει, ἤπερ ἡ ΘΞ πρὸς τὴν ΖΜ. Ἐὰν ἄρα ποιῶμεν, ὡς τὴν ΝΘ πρὸς τὴν ΛΖ, οὕτως ἡ ΘΞ πρὸς ἄλλην τινὰ, ἔσται πρὸς μείζονα τῆς ΖΜ περιφερείας, ὅπερ ἀδύνατον ἐδείχθη. Οὐκ ἄρα ἔστιν ὡς ἡ ΒΘ πρὸς τὴν ΔΖ, οὕτως ἡ ΘΚ πρὸς τὴν ΖΗ· ἐδείχθη δὲ, ὅτι καὶ οὐδὲ πρὸς μείζονα· πρὸς ἐλάσσονα ἄρα. Ἔστιν ἄρα ὡς ἡ ΒΘ πρὸς τὴν ΔΖ, οὕτως ἡ ΘΚ πρὸς τὴν ἐλάσσονα τῆς ΖΗ a.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ια′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐπὶ μεγίστου κύκλου περιφερείας ὁ πόλος ἡ τῶν παραλλήλων, καὶ τοῦτον τέμνωσι δύο κύκλοι μέγιστοι πρὸς ὀρθὰς, ὧν ὁ μὲν εἷς τῶν παραλλήλων, ὁ δὲ ἕτερος λοξὸς πρὸς τοὺς παραλλήλους, ἄλλος δέ τις μέγιστος κύκλος, διὰ τῶν πόλων ὧν τῶν παραλλήλων, τέμνῃ τὸν λοξὸν κύκλον μεταξὺ τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων καὶ οὗ ὁ λοξὸς ἐφάπτεται· ἡ τῆς σφαίρας διάμετρος πρὸς τὴν τοῦ κύκλου διάμετρον, οὗ ἐφάπτεται ὁ λοξὸς κύκλος, μείζονα λόγον ἔχει, ἤπερ ἡ τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων περιφέρεια, ἡ μεταξὺ τοῦ τε ἐξ ἀρχῆς μεγίστου κύκλου καὶ τοῦ ἑξῆς διὰ πόλων, πρὸς τὴν τοῦ λοξοῦ κύκλου περιφέρειαν, τὴν μεταξὺ τῶν αὐτῶν κύκλων.

Ἐπὶ γὰρ μεγίστου κύκλου περιφερείας τοῦ ΑΒΓ ὁ πόλος ἔστω τῶν παραλλήλων, τὸ Α σημεῖον, καὶ τὸν ΑΒΓ κύκλον τεμνέτωσαν δύο μέγιστοι κύκλοι πρὸς ὀρθὰς οἱ ΒΕΓ, ΔΕΖ, ὧν ὁ μὲν ΒΕΓ μέγιστος τῶν παραλλήλων, ὁ δὲ ΔΕΖ λοξὸς πρὸς τοὺς παραλλήλους b· ἄλλος δέ τις μέγιστος κύκλος ὁ ΑΗΚ διὰ τῶν πόλων τῶν παραλλήλων τεμνέτω τὸν ΔΕΖ μεταξὺ τοῦ τε ΒΕΓ καὶ οὗ ἐφάπτεται ὁ ΔΕΖ· οὗ δὲ ἐφάπτεται ὁ ΔΕΖ, ἔστω ὁ ΔΛΜ· λέγω, ὅτι ἡ τῆς σφαίρας διάμετρος πρὸς τὴν τοῦ ΔΛΜ κύκλου διάμετρον μείζονα λόγον ἔχει, ἤπερ ἡ ΒΘ περιφέρεια πρὸς τὴν ΔΗ περιφέρειαν.

Γεγράφθω γὰρ διὰ τοῦ Η παράλληλος κύκλος ὁ ΝΗΞ, καὶ ἔστωσαν κοιναὶ τομαὶ τῶν ἐπιπέδων αἱ ΑΚ, ΔΖ, ΒΓ, ΝΞ, ΔΜ, ΘΟ, ΗΠ, ΟΗ c, ΗΡ.

Ἐπεὶ οὖν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΒΓ κύκλους τινὰς τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τοὺς ΔΛΜ, ΝΗΞ, ΒΕΓ διὰ τῶν πόλων τέμνει, δίχα τε αὐτοὺς τεμεῖ καὶ πρὸς ὀρθάς· αἱ ΔΜ, ΝΞ, ΒΓ ἄρα διάμετροί εἰσι τῶν ΔΛΜ, ΝΗΞ, ΒΕΓ κύκλων, καὶ ὁ ΑΒΓ κύκλος ὀρθός ἐστι πρὸς ἕκαστον τῶν ΔΛΜ, ΝΗΞ, ΒΕΓ κύκλων. Ἐπεὶ οὖν ἐν σφαίρᾳ παράλληλοι κύκλοι εἰσὶν οἱ ΔΛΜ, ΝΗΞ, ΒΕΓ, διὰ δὲ τῶν πόλων αὐτῶν εὐθεῖά τις διῆκται ἡ ΑΚ· ἡ ΑΚ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς ἕκα‐ στον τῶν ΔΛΜ, ΝΗΞ, ΒΕΓ κύκλων, καὶ διὰ τῶν κέντρων αὐτῶν τε καὶ τῆς σφαίρας ἐστί· τὰ Σ, Π, Ο ἄρα σημεῖα κέντρα ἐστὶ τῶν ΔΛΜ, ΝΗΞ, ΒΕΓ κύκλων. Καὶ ἐπεὶ ἐπίπεδα παράλληλα τὰ ΔΛΜ, ΝΗΞ, ΒΕΓ ὑπό τινος ἐπιπέδου τοῦ ΑΒΓ τέμνεται, αἱ κοιναὶ τομαὶ ἄρα αὐτῶν παράλληλοί εἰσιν· αἱ ἄρα ΔΜ, ΝΞ, ΒΓ παράλληλοί εἰσιν ἀλλήλοις. Πάλιν, ἐπεὶ δύο ἐπίπεδα παράλληλα τὰ ΝΗΖ, ΒΕΓ ὑπό τινος ἐπιπέδου τοῦ ΑΗΚ τέμνεται, αἱ κοιναὶ ἄρα αὐτῶν τομαὶ παράλληλοί εἰσι· παράλληλος ἄρα ἐστὶν ἡ ΗΠ τῇ ΘΟ. Ἐπεὶ οὖν δύο εὐθεῖαι ἁπτόμεναι ἀλλήλων αἱ ΝΠ, ΠΗ παρὰ δύο εὐθείας ἁπτομένας ἀλλήλων τὰς ΒΟ, ΟΘ εἰσι, μὴ οὖσαι ἐν τῷ αὐτῷ ἐπιπέδῳ, ἴσας γωνίας περιέχουσιν· ἴση ἄρα ἡ ὑπὸ ΝΠΗ γωνία τῇ ὑπὸ ΒΟΘ γωνίᾳ. Καὶ ἐπεὶ οἱ ΝΗΞ, ΔΕΖ ὀρθοί εἰσι πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον, καὶ ἡ τῶν ΝΗΞ, ΔΕΖ ἄρα κοινὴ τομὴ πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον ἐστὶν ὀρθή. Κοινὴ δὲ αὐτῶν τομή ἐστιν ἡ ΗΡ· καὶ ἡ ΗΡ ἄρα ὀρθή ἐστι πρὸς τὸν ΑΒΓ κύκλον, καὶ πρὸς πάσας ἄρα τὰς ἁπτομένας αὐτῆς εὐθείας, καὶ οὔσας ἐν τῷ τοῦ ΑΒΓ ἐπιπέδῳ, ὀρθὰς ποιήσει γωνίας. Ἅπτεται δὲ τῆς ΗΡ ἑκατέρα τῶν ΠΡ, ΡΟ a, οὖσα ἐν τῷ τοῦ ΑΒΓ κύκλου ἐπιπέδῳ· ὀρθὴ ἄρα ἐστὶν ἑκατέρα τῶν ὑπὸ ΗΡΠ, ΗΡΟ b γωνιῶν. Καὶ ἐπεὶ ἡ ΑΚ τῇ ΝΞ ὀρθή ἐστιν, ἡ ἄρα ὑπὸ ΡΠΟ c γωνία ὀρθή ἐστιν. Ἐπεὶ οὖν ἡ ὑπὸ ΡΗΟ d ὀρθή ἐστιν, ὀξεῖα ἄρα ἐστὶν ἡ ὑπὸ ΠΟΡ e· μείζων ἄρα ἐστὶν ἡ ΟΡ f τῆς ΡΠ. Κείσθω οὖν τῇ ΠΡ. ἴση ἡ ΡΤ, καὶ ἐπεζεύχθω ἡ ΗΤ. Ἐπεὶ οὖν ἴση ἐστὶν ἡ ΠΡ τῇ ΡΤ, κοινὴ δὲ ἡ ΗΡ, δύο δὴ αἱ ΠΡ, ΡΗ δυσὶ ταῖς ΤΡ, ΡΗ ἴσαι εἰσὶν, ἑκατέρα ἑκατέρᾳ, καὶ ὀρθὴ ἡ ὑπὸ ΠΡΗ ὀρθῇ τῇ ὑπὸ ΤΡΗ ἐστιν ἴση· βάσις ἄρα ἡ ΗΠ τῇ ΗΤ ἴση ἐστί, καὶ τὸ ΠΡΗ τρίγωνον τῷ ΤΡΗ τριγώνῳ ἴσον ἐστὶ, καὶ αἱ λοιπαὶ γωνίαι ταῖς λοιπαῖς γωνίαις ἴσαι ἔσονται, ὑφ’ ἃς αἱ ἴσαι πλευραὶ ὑποτείνουσιν· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ὑπὸ ΗΠΡ γωνία τῇ ὑπὸ ΗΤΡ γωνίᾳ. Ἀλλ’ ἡ ὑπὸ ΗΠΡ γωνία τῇ ὑπὸ ΘΟΒ γωνίᾳ ἐστὶν ἴση· καὶ ἡ ὑπὸ ΗΤΡ ἄρα γωνία τῇ ὑπὸ ΘΟΒ ἐστιν ἴση. Καὶ ἐπεὶ τρίγωνόν ἐστι τὸ ΗΟΡ a, ὀρθὴν ἔχον τὴν πρὸς τῷ Ρ γωνίαν, καὶ διῆκταί τις ἡ ΗΤ· ἡ ΟΡ b ἄρα πρὸς τὴν ΡΤ μείζονα λόγον ἔχει, ἤπερ ἡ ὑπὸ ΡΤΗ γωνία πρὸς τὴν ὑπὸ ΡΟΗ(ϲ) γωνίαν. Ἴση δὲ ἡ μὲν ΡΤ τῇ ΡΠ, ἡ δὲ ὑπὸ ΡΤΗ γωνία τῇ ὑπὸ ΘΟΒ· καὶ ἡ ΟΡ d ἄρα πρὸς τὴν ΡΠ μείζονα λόγον ἔχει, ἤπερ ἡ ὑπὸ ΒΟΘ γωνία πρὸς τὴν ὑπὸ ΡΟΗ e γωνίαν. Ἀλλ’ ὡς μὲν ἡ ΡΟ f πρὸς τὴν ΡΠ, οὕτως ἔστιν ἡ ΟΔ g πρὸς τὴν ΔΣ, τοῦτ’ ἔστιν, ἡ ΔΖ πρὸς τὴν ΔΜ, ὡς δὲ ἡ ὑπὸ ΒΟΘ γωνία πρὸς τὴν ὑπὸ ΡΟΗ h γωνίαν, οὕτως ἔστιν ἡ ΒΘ περιφέρεια πρὸς τὴν ΔΗ περιφέρειαν· καὶ ἡ ΖΔ ἄρα πρὸς τὴν ΔΜ μείζονα λόγον ἔχει, ἤπερ ἡ ΒΘ περιφέρεια πρὸς τὴν ΔΗ περιφέρειαν. Καί ἐστιν ἡ μὲν ΔΖ διάμετρος τῆς σφαίρας, ἡ δὲ ΔΜ διάμετρος τοῦ ΔΛΜ κύκλου· ἡ ἄρα τῆς σφαίρας διάμετρος πρὸς τὴν τοῦ ΔΛΜ κύκλου διάμετρον μείζονα λόγον ἔχει, ἤπερ ἡ ΒΘ περιφέρεια πρὸς τὴν ΔΗ περιφέρειαν.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιβ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ μέγιστοι κύκλοι τοῦ αὐτοῦ τῶν παραλλήλων ἐφάπτωνται, ὁμοίας ἀφαιροῦντες περιφερείας τῶν i παραλλήλων κύκλων, τὰς μεταξὺ αὐτῶν, ἄλλος δέ τις μέγιστος κύκλος, λοξὸς ὤν πρὸς τοὺς παραλλήλους, μειζόνων ἐφάπτηται, ἢ ὧν οἱ ἐξ ἀρχῆς ἐφήπτοντο, καὶ τέμνῃ τοὺς τοῦ αὐτοῦ ἐφαπτομένους μεταξὺ τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων καὶ οὗ οἱ ἐξ ἀρχῆς ἐφήπτοντο· ἡ διπλασίων τῆς διαμέτρου τῆς σφαίρας πρὸς τὴν τοῦ κύκλου διάμετρον, οὗ ἐφάπτεται ὁ λοξὸς κύκλος, μείζονα λόγον ἔχει, ἤπερ ἡ τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων κύκλων περιφέρεια, ἡ μεταξὺ τῶν τοῦ αὐτοῦ κύκλου ἐφαπτομένων, πρὸς τὴν τοῦ λοξοῦ κύκλου περιφέρειαν, τὴν μεταξὺ τῶν αὐτῶν κύκλων.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ μέγιστοι κύκλοι οἱ ΑΒ, ΓΔ τοῦ αὐτοῦ τῶν παραλλήλων ἐφαπτέσθωσαν τοῦ ΑΓ κατὰ τὰ Α, Γ σημεῖα, ὁμοίας ἀφαιροῦντες περιφερείας τῶν παραλλήλων κύκλων, τὰς μεταξὺ αὐτῶν· ἄλλος δέ τις μέγιστος κύκλος, λοξὸς ὤν πρὸς τοὺς παραλλήλους, ὁ ΕΖ, μειζόνων ἐφαπτέσθω, ἢ ὧν οἱ ΑΒ, ΓΔ ἐφάπτονται, καὶ τεμνέτω ὁ ΕΖ τοὺς ΑΒ, ΓΔ μεταξὺ τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων, καὶ οὗ οἱ ΑΒ, ΓΔ ἐφάπτονται, τοῦ ΑΓ κύκλου. Ἔστω δὲ μέγιστος μὲν τῶν παραλλήλων κύκλων ὁ ΜΒΞ, οὗ δὲ ἐφάπτεται ὁ ΕΖ, ἔστω ὁ ΕΗ· λέγω, ὅτι ἡ διπλασίων τῆς διαμέτρου τῆς σφαίρας πρὸς τὴν τοῦ ΕΗ κύκλου διάμετρον μείζονα λόγον ἔχει, ἤπερ ἡ ΒΔ περιφέρεια πρὸς τὴν ΘΚ περιφέρειαν.

Ἔστω γὰρ ὁ πόλος τῶν παραλλήλων τὸ Λ σημεῖον, καὶ διὰ τοῦ Λ καὶ ἑκάστου τῶν Ε, Θ, Κ σημείων μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΛΕΜ, ΛΘΝ, ΛΚΞ, διὰ δὲ τοῦ Κ παράλληλος κύκλος γεγράφθω ὁ ΟΚ, διὰ δὲ τοῦ Θ μέγιστος κύκλος γεγράφθω ὁ ΘΠ, ἐφαπτόμενος τοῦ ΕΗ κύκλου κατὰ τὸ Π.

Ἐπεὶ οὖν ἐν σφαίρᾳ δύο παράλληλοί εἰσι κύκλοι οἱ ΟΚ, ΕΠΗ, καὶ γεγραμμένοι εἰσὶ δύο μέγιστοι κύκλοι οἱ ΕΘΚΖ, ΟΘΠ, ἐφαπτόμενοι τοῦ ΕΠΗ κατὰ τὰ Ε, Π, διὰ δὲ τοῦ Θ σημείου καὶ τοῦ πόλου τοῦ Λ μέγιστος γέγραπται κύκλος ὁ ΛΘΡ· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΟΡ τῇ ΡΚ, καὶ ἡ ΡΣ ἄρα τῆς ΡΚ ἐλάσσων ἐστὶν, ἡ ΣΚ ἄρα τῇ ΚΡ ἐλάσσων ἐστὶν ἢ διπλῇ. Ἀλλ’ ἡ μὲν ΣΚ τῇ ΒΔ ἐστὶν ὁμοία, ἡ δὲ ΚΡ τῇ ΝΞ· καὶ ἡ ΒΔ ἄρα τῆς ΝΞ ἐλάσσων ἐστὶν ἢ διπλῆ. Καὶ ἐπεὶ ἡ τῆς σφαίρας διάμετρος πρὸς τὴν τοῦ ΕΗ κύκλου διάμετρον μείζονα λόγον ἔχει, ἥπερ ἡ ΜΝ περιφέρεια πρὸς τὴν ΕΘ περιφέρειαν, ἔχει δὲ καὶ ἡ ΜΝ περιφέρεια πρὸς τὴν ΕΗ περιφέρειαν μείζονα λόγον, ἤπερ ἡ ΝΞ περιφέρεια πρὸς τὴν ΘΚ περιφέρειαν· καὶ ἡ τῆς σφαίρας ἄρα διάμετρος πρὸς τὴν τοῦ ΕΠΗ κύκλου διάμετρον μείζονα λόγον ἔχει, ἤπερ ἡ ΝΞ περιφέρεια πρὸς τὴν ΘΚ περιφέρειαν· καὶ η ἄρα διπλασίων a τῆς διαμέτρου τῆς σφαίρας πρὸς τὴν τοῦ ΕΠΗ κύκλου διάμετρον μείζονα λόγον ἔχει, ἤπερ ἡ τῆς ΝΞ περιφερείας διπλῇ πρὸς τὴν ΘΚ περιφέρειαν· ἡ δὲ τῆς ΝΞ περιφερείας διπλῆ πρὸς τὴ ΘΚ περιφέρειαν μείζονα λόγον ἔχει, ἤπερ ἡ ΒΔ περιφέρεια πρὸς τὴν ΘΚ, ἡ γὰρ τῆς ΝΞ διπλῆ μείζων ἐστὶ τῆς ΒΔ. Πολλῷ ἄρα ἡ διπλασίων τῆς διαμέτρου τῆς σφαίρας πρὸς τὴν τοῦ ΕΠΗ κύκλου διάμετρον μείζονα λόγον ἔχει, ἤπερ ἡ ΒΔ περιφέρεια πρὸς τὴν ΘΚ περιφέρειαν.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιγ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ παράλληλοι κύκλοι ἴσας περιφερείας ἀφαιρῶσι μεχίστου τινὸς κύκλου πρὸς τὸν μέγιστον τῶν παραλλήλων, διὰ δὲ τῶν γενομένων σημείων γραφῶσι μέγιστοι κύκλοι, ἢ διὰ τῶν πόλων τῶν παραλλήλων, ἢ τοῦ αὐτοῦ τῶν παραλλήλων ἐφαπτόμενοι· ἴσας ἀπολήψονται περιφερείας ἀπὸ τοῦ μεγίστου τῶν παραλλήλων, τὰς μεταξὺ αὐτῶν.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ παράλληλοι κύκλοι οἱ ΑΒ, ΓΔ μεγίστου τινὸς κύκλου τοῦ ΑΔ περιφερείας τὰς ΑΕ, ΕΔ ἴσας ἀφαιρείσθωσαν πρὸς τὸν μέγιστον τῶν παραλλήλων τὸν ΖΕΗ, καὶ διὰ τῶν Α, Ε, Δ σημείων μέγιστοι κύκλοι γεγράφθωσαν οἱ ΑΖΓ, ΘΕΚ, ΒΗΔ, ἤτοι διὰ τῶν πόλων τῶν παραλλήλων, ἢ τοῦ αὐτοῦ τῶν παραλλήλων ἐφαπτόμενοι· λέγω, ὅτι ἴση ἐστὶν ἡ ΖΕ περιφέρεια τῇ ΕΗ περιφερείᾳ.

Ἐπεὶ γὰρ ἐν σφαίρᾳ παράλληλοι κύκλοι οἱ ΑΒ, ΓΔ μεγίστου τινὸς κύκλου τοῦ ΑΕΔ περιφερείας τὰς ΑΕ, ΕΔ ἴσας ἀφαιροῦσι πρὸς τὸν μέγιστον τῶν παραλλήλων τὸν ΖΗ, ἴσος ἄρα ἐστὶν ὁ ΑΒ κύκλος τῷ ΓΔ κύκλῳ. Ἐπεὶ οὖν ἐν σφαίρᾳ ἴσοι τε καὶ παράλληλοι κύκλοι οἱ ΑΒ, ΓΔ μεγίστου τινὸς κύκλου τοῦ ΘΚ περιφερείας τὰς ΘΕ, ΕΚ ἀφαιροῦσι πρὸς τὸν μέγιστον τῶν παραλλήλων τὸν ΖΗ· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΘΕ τῇ ΕΚ. Ἔστι δὲ καὶ ἡ ΑΕ τῇ ΕΔ ἴση· καὶ ἡ ἀπὸ τοῦ Α ἄρα ἐπὶ τὸ Θ ἐπιζευγνυμένη εὐθεῖα ἴση ἐστὶ τῇ ἀπὸ τοῦ Κ ἐπὶ τὸ Δ ἐπιζευγνυμένῃ εὐθείᾳ. Καί εἰσιν ἴσοι οἱ κύκλοι, ἡ ΑΘ ἄρα περιφέρεια ἴση ἐστὶ τῇ ΚΔ περιφερείᾳ· ὁμοία ἄρα ἐστὶν ἡ ΑΘ περιφέρεια τῇ ΚΔ περιφερείᾳ. Ἀλλ’ ἡ μὲν ΑΘ τῇ ΖΕ ἐστιν ὁμοία, ἡ δὲ ΚΔ τῇ ΕΗ ἐστιν ὁμοία· καὶ ἡ ΕΖ ἄρα τῇ ΕΗ περιφερείᾳ ὁμοία ἐστί. Καί εἰσι τοῦ αὐτοῦ κύκλου· ἴση ἄρα ἐστὶν ἡ ΖΕ περιφέρεια τῇ ΕΗ περιφερείᾳ.

ΠΡΟΤΑΣΙΣ ιδ′. ΘΕΩΡ.

Ἐὰν ἐν σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος κύκλου τινὸς τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ ἐφάπτῃται, ἄλλος δέ τις μέγιστος κύκλος, λοξὸς ὢν πρὸς τοὺς παραλλήλους, μειζόνων ἐφάπτῃται, ἢ ὧν ὁ ἐξ ἀρχῆς ἐφήπτετο· ἀνομοίας ἀπολήψονται περιφερείας τῶν παραλλήλων κύκλων, τὰς μεταξὺ αὐτῶν, καὶ μείζονες ἢ ὅμοιαι ἔσονται αἰεὶ αἱ ἔγγιον ὁποτερουοῦν τῶν πόλων τῆς ποῤῥώτερον.

Ἐν γὰρ σφαίρᾳ μέγιστος κύκλος ὁ ΑΒΓ κύκλου τινὸς τῶν ἐν τῇ σφαίρᾳ τοῦ ΑΔΞ ἐφαπτέσθω κατὰ τὸ Α σημεῖον, ἄλλος δέ τις μέγιστος κύκλος ὁ ΒΕΓ, λοξὸς ὤν πρὸς τοὺς παραλλήλους, μειζόνων ἐφαπτέσθω, ἢ ὧν ὁ ΑΒΓ ἐφάπτεται· λέγω, ὅτι ἀνομοίας ἀπολήψονται περιφερείας τῶν παραλλήλων τὰς μεταξὺ αὐτῶν· καὶ μείζονες ἢ ὅμοιαι ἔσονται αἰεὶ αἱ ἔγγιον ὁποτερουοῦν τῶν πόλων τῆς ποῤῥώτερον.

Εἰλήφθω γὰρ ἐπὶ τοῦ λοξοῦ κύκλου τοῦ ΒΓ δύο τυχόντα σημεῖα τὰ Ε, Κ καὶ τῶν Ε, Κ σημείων τῷ ΑΔΞ κύκλοι παράλληλοι γεγράφθωσαν οἱ ΖΕΗ, ΘΜΑ· λέγω, ὅτι ἡ μὲν ΕΗ περιφέρεια τῆς ΚΛ περιφερείας μείζων ἐστὶν ἢ ὁμοία, ἡ δὲ ΘΚ περιφέρεια τῆς ΖΕ περιφερείας μείζων ἐστὶν ἢ ὁμοία.

Γεγράφθωσαν γὰρ διὰ τῶν Ε, Κ σημείων μέγιστοι κύκλοι οἱ ΔΕΜ, ΞΝΚ ἐφαπτόμενοι τοῦ ΑΔΞ, ὥστε ἀσύμπτωτον εἶναι τὸ μὲν ἀπὸ τοῦ Δ ἡμικύκλιον, ὡς ἐπὶ τὰ Μ μέρη, τῷ ἀπὸ τοῦ Α ἡμικυλίῳ, ὡς ἐπὶ τὰ Θ μέρη, τὸ δὲ ἀπὸ τοῦ Ξ ἡμικύκλιον, ὡς ἐπὶ τὰ Κ μέρη, τῷ ἀπὸ τοῦ Α ἡμικυκλίῳ, ὡς ἐπὶ τὰ Λ μέρη.

Ἐπεὶ οὖν ἀσύμπτωτά ἐστι τὰ ΑΛ, ΞΚ ἡμικύκλια, καὶ μεταξὺ αὐτῶν κύκλων παραλλήλων περιφέρειαί εἰσιν αἱ ΝΗ, ΚΛ· ὁμοία ἄρα ἐστὶν ἡ ΝΗ περιφέρεια τῇ ΚΛ περιφερείᾳ. Διὰ τὰ αὐτὰ δὴ καὶ ἡ ΖΕ τῇ ΘΜ ἐστιν ὁμοία· καὶ ἐπεὶ ὁμοία ἐστὶν ἡ ΝΗ περιφέρεια τῇ ΚΛ περιφερείᾳ, ἡ ἄρα ΕΗ περιφέρεια τῆς ΚΛ περιφερείας μείζων ἐστὶν ἢ ὁμοία. Διὰ τὰ αὐτὰ δὴ καὶ ἡ ΘΚ τῆς ΖΕ μείζων ἐστὶν ἢ ὁμοία, ὅπερ ἔδει δεῖξαι.