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「幾何学基礎論」順序の公理II4について

ヒルベルトの「幾何学基礎論」の順序の公理II4は、「A,B,Cを一直線上にない三点、aを平面ABC上にあってA,B,Cのいずれをも通らない直線とせよ。直線aが線分ABの点を通ればこれは又線分ACもしくは線分BCの点を通る。」というものですが、ヒルベルトが言うには線分ACと線分BCが同時に直線aに交わり得ぬ事は証明できるそうです。この事の証明をご存じの方がいれば、教えてください。

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  • alice_44
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回答No.1

根拠は、平行線公理でしょう。 直線 a が辺 BC, AC 両方と交わると仮定して、 背理法によって示します。 両方の交点を、それぞれ点 P, Q と置き、 直線 a, AB, BC に、ユークリッド第5公準を 当てはめると、a が線分 AB と交わることから、 ∠ABP+∠BPQ が 180゜より小さいことが判ります。 ∠BAQ+∠AQP が 180゜より小さいことも、 全く同様に示せます。 よって、四角形 ABPQ の内角の和が 360゜より小さいことになり、 三角形の内角の和が 180゜であることに 矛盾します。

karitunakisu
質問者

お礼

平行線公理から証明されるのですね。私は結合の公理と順序の公理のみから証明しようとしたのですが、通りで出来ないはずですね。ありがとうございました。

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