Dadas
dos rectas limitadas, perpendiculares entre sí, construir sobre una de ellas como diámetro, y en el plano de ambas, la sección cónica llamada elipse con el vértice en el del ángulo recto y tal que los cuadrados de las rectas trazadas de la sección al diámetro bajo un ángulo dado sean equivalentes a los rectángulos que, aplicados a la otra recta, tengan como ancho la recta que separan a partir del vértice de la sección, disminuidas en una figura semejante al rectángulo de las rectas dadas y semejantemente dispuesta.
Sean AB y AG las dos rectas dadas perpendiculares entre sí y AB>AG
.
Se trata de construir en el plano de estas dos rectas una elipse con el diámetro AB, el vértice A, el lado recto, las ordenadas de la sección perpendiculares a AB
y tales que sus cuadrados sean equivalentes a las áreas que, aplicadas a la recta AG tengan por anchura las rectas que separan a partir de A, disminuidas en una figura semejante
al rectángulo de las rectas AB y AG semejantemente dispuesta.
Suponiendo primero que el ángulo dado es recto, elevemos por la recta AB un plano perpendicular al plano
considerado y describamos en él un arco de circunferencia \(\overparen{\rm ADB}\), de punto medio D
; tracemos las rectas de
unión DA y DB ; tomemos AC=AG y
tracemos AC igual a AG
y tracemos por C la paralela OC a BD ;
por O la paralela OZ a AB ,
y llamando E al punto en la prolongación de la recta DZ encuentra a AB
.
Se tiene que AC = AG, luego \(\rm \dfrac{AB}{AC} =\dfrac{AB}{AG}\). Como, por semejanza de triángulos, \(\rm \dfrac{AB}{AC} = \dfrac{DA}{AO}=\dfrac{DE}{EZ}\), entonces
\(\rm \dfrac{DE}{EZ} =\dfrac{AB}{AG} \).
Tracemos las rectas de unión AZ y ZB y prolonguémoslas
; por un punto cualquiera H en ZA
tracemos la paralela HL a DE que corta a la prolongación de AB en el punto K, y finalmente, prolonguemos la recta ZO hasta su encuentro en L con HK
.
Puesto que \(\overparen{\rm AD} =\overparen{\rm BD}\), [Euclides:Prop. III.27] \(\widehat{\rm ABD}=\widehat{\rm DZB}\).
Y como \(\widehat{\rm EZA}=\widehat{\rm ZDA}+\widehat{\rm ZAD}\), pero \(\widehat{\rm ZAD}=\widehat{\rm ZBD}\) y \(\widehat{\rm ZDA}=\widehat{\rm ZBA}\), así \(\widehat{\rm EZA}=\widehat{\rm DBA}=\widehat{\rm DZB}\).
Y por ser paralelas DE y HL, \(\widehat{\rm EZA}=\widehat{\rm ZHQ}\), y \(\widehat{\rm DZB}=\widehat{\rm ZQH}\).
Y así \(\widehat{\rm ZHQ}=\widehat{\rm ZQH}\), y por tanto ZH=ZQ .
Describamos ahora el círculo HQN sobre QH perpendicularmente al triángulo QHZ
e imaginemos un cono de vértice Z y base el círculo HQN, el cual será recto puesto que ZH=ZQ ,
y como los planos del círculo y del triángulo son perpendiculares y el plano considerado lo es al que pasa por las rectas QH y QZ, su intersección será una recta KM perpendicular
a las rectas AK y KH .
El cono de vértice Z y base el círculo HQN está cortado por un plano que pasa por el eje y cuya sección es el triángulo HQZ y por otro plano que pasa por por las rectas AK y KM,
que es el plano considerado según la recta KM perpendicular a HK y que encuentra a los lados ZH y ZQ del cono; luego la sección obtenida [Prop. I.13]
es una elipse cuyo diámetro es la recta AB y tal que las ordenadas son perpendiculares al diámetro por ser paralelas a KM
.
Ya que \(\rm \dfrac{DE}{EZ} = \dfrac{DE\cdot EZ}{EZ^2}\) y las dos secantes EZD y EAB dan \(\rm DE\cdot EZ = BE\cdot EA\) [Euclides:Prop. III.35],
\(\rm \dfrac{DE}{EZ} = \dfrac{BE\cdot EA}{EZ^2} = \dfrac{BE}{EZ}\cdot \dfrac{EA}{EZ}\). Pero, por la semejanza de los triángulos BQK y EZB, se tiene que
\(\rm \dfrac{BK}{KQ} = \dfrac{BE}{EZ}\), y, por la semejanza de los triángulos QAK, EAZ y ZHL, se tiene que
\(\rm \dfrac{AK}{KH} = \dfrac{AE}{EZ} = \dfrac{ZL}{LH}\). Así \(\rm \dfrac{BK}{KQ}\cdot \dfrac{ZL}{LH} = \dfrac{AE}{EZ}\). Como
\(\rm \dfrac{DE}{EZ} = \dfrac{AB}{AG}\), entonces \(\rm \dfrac{BK}{KQ}\cdot \dfrac{ZL}{LH} = \dfrac{AB}{AG}\), de donde, ya que
\(\rm \dfrac{BK}{KQ} = \dfrac{ZL}{LQ}\), se tiene que \(\rm \dfrac{ZL}{LQ}\cdot\dfrac{ZL}{LH} = \dfrac{ZL^2}{LQ\cdot LH} = \dfrac{AB}{AG}\),
y por esta razón AG es el lado recto de la figura [Prop. I.13].
Q. E. F.