命题III.13

两圆相切,只有一个切点。

假设:两圆相切不止一个切点,设圆ABDC与圆EBFD首先内切于两个点。令切点为D、B点,连接圆ABDC的圆心G和圆EBFD的圆心H(命题III.1)

那么:连接G、H点的直线经过B、D(命题III.11);且假定为BGHD

那么因为:点G是圆ABDC的圆心,而BG等于GD。于是BG大于HD,于是,BH就比HD大得多;

又因为:H点是圆EBFD的圆心,BH等于HD,但同时又被证明BHHD大得多,这是不可能的。

所以:内切圆不能有两个以上的切点。

要进一步说:这一命题也适合于外切圆。

假设两圆外切不止一个切点,设圆ACK与圆ADC相切有一个以上的切点,设为A、C点,连接AC,那么因为无论是圆ADC还是圆ACKA、C为任意的两点,连接该两点的直线必然落在每个圆的内部,但是它应该落在圆ADC之内又落在圆ACK之外,这是荒谬的(命题III.2、定义III.3)

所以:一个圆与另一个圆相外切不能有一个以上的点。同样,已证明两圆内切,也不能有一个以上的点。

所以:一个圆与另一个圆相切,无论内切还是外切,不能有一个以上切点。

证完

注解

这是第二个不可能图形。有三条曲线连接AC。并没有假定两个圆相交,而只是相切于两个点AC,线段AC应在两个圆内而不是一个圆内。

这一命题的证明也有逻辑裂缝,如上两个命题的证明过程一样。

本命题再未在《原本》中的其他地方被利用。