• Nem Talált Eredményt

[A Gausshoz intézett, 1808 deczember hó 27-ikén kelt levél melléklete.]

X I Az 5°. ábra képviseljen ilyen mbcfg . . . vonalat és nevezzük ezt II-nek; mb-re állítsuk a cpxoo merőlegest, továbbá nevezzük mb (b'oo)-t O-nak és mozgassuk Q-1 tn' körül az mbcfg . . . vonal mentén min­

dig tovább, egészen a végtelenig. Midőn Q az mc (c'oo)-be ér, az a kérdés merül fel, hogy hová esik a következő köz. Hogy ezt tisztába hozhassuk, előbb még a következő szakaszszal foglalkozunk.

X1T. 4* szükségképen ntbcfg . . .-n kívül esik (azaz oda, a hol a közök domború szöget alkotnak);

mert:

1. 5'. ábra. Ha |í-nek

olyan része van, a mely­

nek közepe és két vég­

pontja valamely kör kerü­

letébe esik: akkor az egész

£ [mintegy] gyűrűben csa­

varodik körül. Ama pon­

tok ugyanis legyenek a',

£)', b'. Vegyük fel a bbe szöget egyenlőnek abb- v e l: akkor majd e' az U-ben és ugyanabban a 5°. ábra. körkerületben lesz ; mert

e' oda esik, a hol az az ív végződik, mely b'-n túl van és a bí) ívvel egyenlő. Ekkor ugyanis (ama három háromszög és az alapjaik mellett fekvő szögek egyenlősége miatt) a bbe szög = abb. Ha tehát a bt) ívet e'-n túl így tovább felrakjuk: akkor U (a hányszor csak tetszik) körülvonul. Ekkor ab vagy bizonyos hányadrésze a kerületnek, és így C visszatér a'-ba, vagy pedig nem; ebben az esetben pedig származik az íf köz. Ekkor

A párhuzamosak elméletének toldaléka (1808) 17

A bebizonyítás ugyanaz marad, ha azt az egyenest veszszük köznek, mely az ^ vonal (három említett) pontja közül a külsőket köti össze.

Stackel: Bolyai Farkas és Bolyai János. II. 2

1 8 Bo l y a i Farkas

3. 5"'. ábra. Az £ vonalnak az a része, mely valamely közhöz tartozik, ennek a köznek külső oldalán fekszik. Legyenek ugyanis cf és eb a II vonalnak közei, legyen co az feb szöget felező egyenes, a' és V pedig legyenek az említett közök felező pontjai. Ha az ezek­

ben [a pontokban] (a közökre) emelt merőlegesek a C 0oo egyenest met­

szik: akkor a A -ek egyenlősége miatt f c', b'ugyanannak a körnek kerületében fekszenek, és így £? (1. szerint) önmagába tér vissza. Ha azonban a' és c' között van bizonyos az fc-re merőleges egyenes, a

mely, ha az fc-re merőleges egyenest c'-től kezdve co (t> 'oo) mentén mozgatjuk (cf-et meghagyva cf (f'oo)-ben), azt a határt alkotja, a mely

«lőtt a mozgatott egyenes a C 0oo egyenest mindig metszi, és a melynél azt először nem metszi: akkor bocsássunk o'-ból merőlegest fc-re, mely

«zt tí'-ban messe, és a o' középpontból írjunk le kört a co radiussal.

Ez majd (minthogy az oc átfogó > az no befogónál) cf-en kívül kez­

dődik és u' és f' között megy át ttf-en; mert uf > uc, és így (az előb­

biek szerint) fo > co.

így már mostan az £ vonalnak olyan része, mely valamely közhöz tartozik, (2. szerint) ennek vagy a belső oldalára, vagy pedig

A párhuzamosak elméletének, toldaléka (1808) 19 a külső oldalára esik. Ha a belső oldalára esik: akkor vagy belép a körbe (mint crb), vagy pedig nem. Ha az első eset áll be, hogy b'-be juthasson (mely a körön kívül fekszik), ki is kell lépnie, és ekkor c', t!, ju.' a kerületbe esnek, és így (1. szerint) ü visszatér.

Ha nem lép be a körbe, a eb közhöz tartozó rész vagy cqéb, Vagy cprb, a cf közhöz tartozó rész pedig cprb-nek megfelelőleg és cC|Őb-nek megfelelőleg cüéf. (A eb köznek megfelelő rész ugyanis nem mehet át f'-en ; mert a cf közhöz tartozó rész f'-ig ér, es így ü önmagába térne vissza.) Mindegyik esetben az £ vonal részei metszik egymást; az első esetben f'-ben, a másodikban pedig

$ -ben, és akkor í? önmagába tér vissza. Ennek következtében az

£ vonalnak valamely közhöz tartozó része mindig a domborúság oldalára esik (melyet külsőnek neveztünk), és £‘ egészen a II vonal külső oldalára esik.

XIII. Most azt kérdezzük, hogy hová esik a cf köz. Minthogy a cf és bm közök a eb egyenesnek ugyanarra az oldalára esnek, az f c köznek vagy mc-n felül, vagy cm(m'oo)-be, vagy cm és eb közé kell esnie. Ha a második eset áll be: akkor majd f' vagy m' és c' közé, vagy m'-re, vagy pedig m'-en túl esik. Ha m'-re esik: akkor

^ önmagába tér vissza. Ha m'-en túl o'-ra esik: akkor az mr köz­

höz tartozó rész metszi a cf közhöz tartozó részt, és £ önmagába vissza. Ha m'-en belül esik: akkor a cf köz felező pontjában emelt és mindkét felé a végtelenbe meghosszabbított merőleges az

^ vonalat legalább két pontban metszi (a mennyiben először az 1? v°Qalnak az fc közhöz tartozó részén és másodszor az í? vonal­

nak tnbe részén megy át), és így (VI. és I. szerint) i! visszatér. Mint­

hogy ezeket minden egyes következő köz helyzetére alkalmazhat­

o k , azért minden következő köz is mb (b'oo)-en (vagyis Q-n) felül e8lk; t. i, az mc-n felül, fc] az mf-en felül stb.

XIV. Ha most meghatározzuk minden egyes rész közepét (mint a milyen az mb részé t'-ben) és oda a közök végpontjaiból egye­

neseket húzunk (mint a milyenek mi és íb), továbbá az mt rósz ,°ZöPét is meghatározzuk és oda m'-ből és t'-ből húzunk egyeneseket, 6S. ezt így vég nélkül tovább folytatjuk, úgy hogy az 1* vonalnak Minden közhöz tartozó része olyan geometriai lialadvány szerint

^yj on, a melynek hányadosa §: akkor (XII. szerint) az mt rész az t egyenesen kívül, és így £* valamennyi ilyen közön (azaz 11-n)

*lvül esik.

X.V. A cf rész a cty és a cf egyenes közé esik. Ha ugyanis a

°n alúl esnék: akkor c'-ből f'-be átmenve, 41-nek és az egyenesnek es m -en kívül még valamijök közös volna, és így 1’ önmagába

2

*

2 0 Bo l y a i Farkas

visszatérne. Hasonlóképen kitűnik, hogy a cf rész a cu és a cf egyenesek közé esik.

X Y I. 5"''. ábra. Az a szög, melyet ntb azzal az egyenessel alkot, melyet m'-ből a II bármely közének végpontjához húzunk, egyenlő azzal a szöggel, a melyet az a köz ugyanazzal az egyenes­

sel alkot. Pl. gmb = ntgf és í;mb == iuí>g. Ugyanis m'-től kezdve egészen ama végpontig a II vonal közeinek száma vagy páros, vagy pedig párat­

lan. Ha páros (mint pl. m'-től egészen g'-ig), legyen 5' a gm egyenesnek felező pontja.

Húzzuk a ej egyenest, és az­

után fektessük a gfcj-et az ntbcj-re. A c' maradjon meg c'-ben: akkor f ' reá eshetik b'-re, g' pedig m'-re, és ekkor majd 3' reá esik s'-re; mert a c$ köz közös és mj = gj, ej és pedig (az előbbiek szerint) 5'"'. ábra. azon az oldalon csak egy pontban metszhetik egymást.

Ha az a szám páratlan (mint í;gfcbm-ben), legyen tt>' a cf köz felező pontja, i' a f)tn közé. Fektessük tt>fgí)t-t tt>cbmi-re; maradjon meg tt>' tt>'-ben : akkor f' reá eshetik c'-re, g' b'-re és í)' m'-re. Ekkor az mi = és az önmagával = nri ezen az oldalon csak egy pontban metszhetik egymást.

XVII. Minthogy e szerint a nt' mellett levő szög a Q egyenes mozgásával növekedik, és a csúcsszögek egyenlők, az a szög, a mely b'-nél = 0 és c'-nél = a, nagyobbodik egészen /?-ig és tovább nagyob­

bodik, míg /-v á válik és tovább növekedik, mire az ennél nagyobb t)-t éri el és így tovább vég nélkül (a mivel azonban nem állítjuk, hogy a oo-ig növekedik).

XVIII. 5°. ábra. Az a szög, a melyet minden egyes köznek meghosszabbítása a tovább terjedő fi vonallal alkot, (a mondottak szerint) mindenütt egyenlő. Az a szög, a melyet cu az £ vonalnak (a cf és cu közé eső) cf részével alkot, egyenlő azzal a szöggel, a melyet fö alkot az íí vonalnak (az ft> és fg közé eső) fg részével, és világos, hogy ez így tovább vég nélkül folytatható. Ha azonban hozzáadjuk az ucty szöget, t. i. azt, a melyet R a köz meghosszab­

A párhuzamosak elméletének toldaléka (1808)

bításával alkot (hol R a Q-nak, azaz mb(b'oo)-nek az 42-en túl eső részét jelenti): akkor, minthogy (XVII. szerint) ez [a szög] növekedik, az összeg is növekedik. Hogy ezt pontosabban felfoghassuk, írjuk le bizo­

nyos radiussal (pl. cf-fel), a mely mindig ugyanaz maradjon, bizonyos középpont (ebben az esetben c') körül az fi) ívet: akkor ez szolgál­

hat annak a szögnek mértékéül.

XIX. Vizsgáljuk meg azonban, vájjon az a szög, a melyet R az íí-lel alkot, mindig tovább, vég nélkül folytonosan növekedik-e. Ha 77-t a XIV. értelmében úgy változtatjuk, hogy közei minden megadható mennyiségnél kisebbekké váljanak, és [így] végpontjaik bármely megadható mennyiségnél közelebb jussanak egymáshoz: akkor is a szóban levő szög minden egyes köz kezdeténél növekedik. Nincsen azonban olyan idő, a mely alatt nem növekednék. Ennek az időnek kez­

detével ugyanis messe Q az 42 vonalat valamely s' pontban (5V. ábra) és végén ^'-ban: akkor az 42 vonalnak érj része több mint

három-/ 1 tntb

szórta nagyobb, mint az (tníb rész). I 9 j = —— (hol n valamely tet­

szés szerinti nagy számot jelent), a mi egy minden megadhatónál kisebb mennyiséggel egyenlő. Ha tehát a köznek

végpontja nem is í'-ba, hanem a'-ba esik: akkor,

minthogy fa kisebb az 42 vonal olyan részénél, &v ábra mely csakis egyetlen közhöz tartozik, még mindig

marad fenn valami, ha a'-tól kezdve két oldalt veszünk fel rf felé.

E szerint az említett szög ez alatt az idő alatt is növekedik; mert minden köz végénél növekedik.

XX. Minthogy ez a szög (melyet ;r-nek akarunk nevezni) egy- 1(lejűleg azzal a szöggel, melyet Q az első közzel alkot, vég nélkül folytonosan növekedik, az vagy annyira növekedik, hogy Q a 9^°o-en túlmegy, és akkor, ha az eddig mondottakat a b'-ből kiinduló másik részre alkalmazzuk, az 42 vonalnak mind az ntíbcfg. . . része, mind a btnr. . . része majd túlmegy cptoo-en, és így ^foo-ben vagy két rész találkozik, vagy pedig ^íoo-nek t'-n kívül még két közös Pontja lesz 42-lel, és így az 42 visszatért; vagy pedig íc-nek van olyan

batára, a melyhez közelebb jut minden megadható mennyiségnél, a melyet azonban nem ér el soha az alatt, míg Q az 42 mentén itt' ió,ül mozog. Legyen akkor b’-ben x = A és a mindig újabb és újabb növekményei legyenek a, /?, y, ő, .. . A növekmények a folytonosság örvénye szerint keletkeznek ugyan, úgy hogy bármely kettő között meg számtalan más van, mindamellett igy állíthatók elő. Ezen a

’nódon az A-\-a-\- ji-\-y-\-S-\---- végtelen sor származik, a melynek összege határéi tékül a A-t bírja, azaz, a melynek akárhány tagját is

2 0 Bo l y a i Farkas

visszatérne. Hasonlóképen kitűnik, hogy a cf rész a cu és a cf egyenesek közé esik.

XYI. 5"". ábra. Az a szög, melyet rnb azzal az egyenessel alkot, melyet m'-ből a II bármely közének végpontjához húzunk, egyenlő azzal a szöggel, a melyet az a köz ugyanazzal az egyenes­

sel alkot. PL gtnb = mgf és f)tnb = mf)g. Ugyanis m'-től kezdve egészen ama végpontig a II vonal közeinek száma vagy páros, vagy pedig párat­

lan. Ha páros (mint pl. m'-től egészen g'-ig), legyen 3' a gttt egyenesnek felező pontja.

Húzzuk a ej egyenest, és az­

után fektessük a gfc$-et az ittbcj-re. A c' maradjon meg c'-ben: akkor f ' reá eshetik b'-re, g' pedig m'-re, és ekkor majd 5' reá esik ^'-re; mert a ej köz közös és mj = gj, ej és mj pedig (az előbbiek szerint) 5"". ábra. azon az oldalon csak egy

pontban metszhetik egymást.

Ha az a szám páratlan (mint f>gfcbm-ben), legyen tt>' a cf köz felező pontja, i' a f»n közé. Fektessük U)fgf)i-t tücbmí-re; maradjon meg tt>' TO'-ben : akkor f' reá eshetik c'-re, g' b'-re és [)' m'-re. Ekkor az mi = f)í és az önmagával = tói ezen az oldalon csak egy pontban metszhetik egymást.

XVII. Minthogy e szerint a m' mellett levő szög a Q egyenes mozgásával növekedik, és a csúcsszögek egyenlők, az a szög, a mely b'-nél = 0 és c'-nél = a, nagyobbodik egészen /9-ig és tovább nagyob­

bodik, míg /-v á válik és tovább növekedik, mire az ennél nagyobb c)-t éri el és így tovább vég nélkül (a mivel azonban nem állítjuk, hogy a oo-ig növekedik).

XVIII. 5°. ábra. Az a szög, a melyet minden egyes köznek meghosszabbítása a tovább terjedő £ vonallal alkot, (a mondottak szerint) mindenütt egyenlő. Az a szög, a melyet cu az £ vonalnak (a cf és cu közé eső) cf részével alkot, egyenlő azzal a szöggel, a melyet ft> alkot az fj vonalnak (az ft> és fg közé eső) fg részével, és világos, hogy ez így tovább vég nélkül folytatható. Ha azonban hozzáadjuk az ucty szöget, t. i. azt, a melyet R a köz

meghosszab-A párhuzamosak elméletének toldaléka (1808) -21

Vitásával alkot (hol R a Q-nak, azaz mb (b'oo)-nek az £-en túl eső részét jelenti) : akkor, minthogy (XVII. szerint) ez [a szög] növekedik, az Összeg is növekedik. Hogy ezt pontosabban felfoghassuk, írjuk le bizo­

nyos radiussal (pl. cf-fel), a mely mindig ugyanaz maradjon, bizonyos középpont (ebben az esetben c') körül az fi) ívet: akkor ez szolgái­

ba! annak a szögnek mértékéül.

XIX. Vizsgáljuk meg azonban, vájjon az a szög, a melyet R az fí-lel alkot, mindig tovább, vég nélkül folytonosan növekedik-e. Ha /7-t a XIV. értelmében úgy változtatjuk, hogy közei minden megadható mennyiségnél kisebbekké váljanak, és [így] végpontjaik bármely megadható mennyiségnél közelebb jussanak egymáshoz: akkor is a szóban levő szög minden egyes köz kezdeténél növekedik. Nincsen azonban olyan idő, a mely alatt nem növekednék. Ennek az időnek kez­

detével ugyanis messe () az £ vonalat valamely e ’ pontban (5V. ábra) és végén ^'-ban: akkor az fi vonalnak érj része több mint

három-/ 1 \n mtb

szórta nagyobb, mint az (mtb rész). ^ C) j — (hol n valamely tet­

szés szerinti nagy számot jelent), a mi egy minden megadhatónál kisebb mennyiséggel egyenlő. Ha tehát a köznek

végpontja nem is fi'-ba, hanem a'-ba esik: akkor,

minthogy £<t kisebb az £ vonal olyan részénél, 5v ábra mely csakis egyetlen közhöz tartozik, még mindig

marad fenn valami, ha a'-tól kezdve két oldalt veszünk fel rf felé.

E szerint az említett szög ez alatt az idő alatt is növekedik; mert minden köz végénél növekedik.

XX. Minthogy ez a szög (melyet x-nek akarunk nevezni) egy-1(lejűleg azzal a szöggel, melyet Q az első közzel alkot, vég nélkül folytonosan növekedik, az vagy annyira növekedik, hogy Q a 9^00-en túlmegy, és akkor, ha az eddig mondottakat a b'-ből kiinduló másik részre alkalmazzuk, az fi vonalnak mind az míbcfg. . . része, mind a bmr. . . része majd túlmegy <pfoo-en, és így 9?íoo-ben vagy két rész találkozik, vagy pedig y>íoo-nek t'-n kívül még két közös pontja lesz ÜJ-lal, és így az {? visszatért; vagy pedig íc-nek van olyan batára, a melyhez közelebb jut minden megadható mennyiségnél, a melyet azonban nem ér el soha az alatt, míg Q az £ mentén irt' örül mozog. Legyen akkor b'-ben x —A és a mindig újabb és újabb uóvekményei legyenek a, /?, y, 6, .. . A növekmények a folytonosság törvénye szerint keletkeznek ugyan, úgy hogy bármely kettő között meg számtalan más van, mindamellett így állíthatók elő. Ezen a módon az A-\-a-\- fü-\-y-\-S-1---- végtelen sor származik, a melynek

°sazege határéi tékül a A-t bírja, azaz, a melynek akárhány tagját is

adjuk össze (elhagyva azt a részt, a mely a végtelenig terjed), az összeg mindig kisebb lesz A-nál, és bármilyen q mennyiséget is adunk meg, bizonyos tagig valamennyi tag összege annyira terjeszthető ki, hogy az q-nál kevesebbet különbözzék A-tól. Ha azonban a végtelen sor valamennyi tagját összegezhetnők, úgy hogy egy sem maradna fen n : akkor maga a határérték állana elő (ebben az esetben A). Itt azonban Q, miután az £00 vonal mtbcfq .. . részének minden pont­

ján ment át, valamennyi növekményre tett szert. Ha tehát a sornak már valamennyi tagját összegeztük — és ez épen abban a rész nél­

küli időpontban áll majd be, midőn Q először nincsen U-ben, a mely időpont és az £ vonalnak elhagyása között semmi változás nem mehetett végbe, mert a változáshoz két időrész szükséges, az időpont pedig, a melyben Q először lépett ki i ‘ -ből rész nélküli — akkor az x szög csak akkor válhatott egyenlővé A-val, miután Q az JJ-ből kilépett. Ez azonban képtelenség, mert akkor x a 0-sal vált egyenlővé. így tehát képtelenség feltételezni azt, hogy x nem növe­

kedett mindaddig, míg Q a <pfob-en megy át. így tehát i', hacsak nem egyenes, (az I. ellenére) visszatér. Tehát £ egyenes.

22 Bo l y a i Farkas, A párhuzamosak elméletének toldaléka (1808)