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自然哲学的数学原理,第五章引理18

 遇见数学 2021-09-06

首先要说明的是,包括上一篇《自然哲学的数学原理,第五章引理 17》、本篇、以及接下来可能会写到的几个引理,都是我在文末所附文章一系列的前提。

引理 18 是引理 17 的逆命题,下面的文字已经是我在中文版原文基础上调整过了的:由一点 向给定的四边形 的四条边 分别作线段 ,且与各边所成角一定,同时 一定,则点 在一条经过 四个点的圆锥曲线上。(下图比原著多了 两条线段,以示定比)

笔者提几点说明以方便读者:

第一,题目要求 四条线与对应的 分别成指定的角度,是可能相同也可能不同的,举例来说,可能要求 ,如此等等。

第二,经过 四点的圆锥曲线显然有无数条, 点到底在哪条圆锥曲线上,当然要视过 所作线段与 四边所成角度及 的具体值而定,而这些一旦定下来,满足这些条件的一系列 点将构成同一条经过 四点的圆锥曲线。

第三,原著在证明的开头有这样一句:“设圆锥曲线通过点 ,以及无限多个点 中的一个,例如是 :”我总感觉看不懂,后来觉得这里又是个笔误——前一个大写的 似乎应该是小写的 ,因为后文涉及到一个小写的 ,但没提到它是什么。

第四,本引理是在引理 17 的基础上用反证法证明的,在上面所引用部分之后马上就接着“如果否认这一点”。但上图并没有给出反证法涉及的图线。

牛顿在这一引理后加了个推论:如果由一点 向三条已知线段 分别作线段 ,且与各边所成角一定,同时 一定,则点 位于与 相切于 点的圆锥曲线上,反之亦然。

这之后还有一个附注,说的是本引理提到的圆锥曲线,包括圆和相交直线等特殊情况,另外各点顺序的不同不影响结论(如下图)。自然,原著不像我这里只是一笔带过,而是详细论述了一番,其中用到了“趋近”“重合”“无限远”“收敛”等词汇。

最后再说一个《原理》中的习惯问题:就笔者不充分阅读下来的感觉,牛顿喜欢以大写字母代表定点,以小写字母代表动点(现代电子技术领域则是以大写字母代表直流量,小写字母代表交流量,似乎是其遗风)。现代则是以大写字母表示点,小写字母表示线,同类的以相同字母带撇号或者下标区分。现在颇有一些文章介绍数学符号的由来,而几何学中我们现今所学的规范是如何形成的,似乎还没有人研究。

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