Proposición 8

Si desde un punto del eje de una parábola situado a una distancia del vértice mayor que la mitad del lado recto, se toma del lado del vértice un segmento igual a la mitad del lado recto y se levanta en su extremo la perpendicular al eje hasta que encuentre a la sección, la recta que une su punto de intersección con el tomado en el eje, es la menor de todas las que se pueden trazar desde dicho punto a la sección; las demás van creciendo a medida que se alejan de esta y la diferencia entre los cuadrados de una de esas rectas y la mínima es equivalente al del segmento comprendido entre los pies de las rectas perpendiculares y el punto fijado en el eje.

Sea ABC una parábola cuyo eje es la recta CD . Tomemos, sobre este eje, una recta CE mayor que la mitad del lado recto . Tracemos la recta FG perpendicular a la recta CE , y tracemos la recta de unión EG . Digo que la recta EG es la menor de las rectas trazadas desde el punto E a la sección, mientras que, entre las otras rectas trazadas a otros puntos de la sección, tales como A, B, C, los más cercanos, a uno y otro lado de la recta EG, serán menores de los más alejados. Además, si, desde el punto E, trazamos a la sección las rectas EK, EL, EA , digo que la diferencia entre el cuadrado de cada una de estas rectas y el cuadrado de la recta EG equivale al cuadrado de la recta delimitada por el pie de la recta perpendicular y el punto F.

Tracemos las rectas perpendiculares ΚQ, LΜ, HO, y ΑD ; sea la recta BE perpendicular al eje , y pongamos una recta CN igual a la mitad del lado recto . Entonces, ya que EF = CN, tenemos 2CN·CQ = 2EF·CQ = KQ2 [Prop. I.11]. Como, 2EF·FQ + EF2 + FQ2 = (EF + FQ)2 = EQ2, luego sumando estas dos identidades miembro a miembro, 2EF·CQ + 2EF·FQ + EF2 + FQ2 = KQ2 + EQ2, o, 2EF(CQ+FQ) + EF2 + FQ2 = 2EF·CF + EF2 + FQ2 = KE2. Pero, 2CN·CF = 2EF·CF = FG2 [prop 1.11]; luego FG2 + EF2 + FQ2 = KE2, de donde, ya que FG2 + EF2 = EG2, se tiene EG2 + FQ2 = KE2, luego KE2-EG2 = FQ2. Análogamente se demostraría que EL2-EG2 = FM2. Por otra parte, ya que 2EF CF = FG2, entonces 2 EF CF + EF2 + CF2 = FG2 + EF2 + CF2, o, (EF + CF)2 = EG2 + CF2, así, CE2 - EG2 = CF2. Se tiene, KE2 - FQ2 = EL2 - FM2 = CE2 - CF2 = EG2. Como FQ < FM < FE, entonces KE> EL > FE; de manera que EG es la menor recta que se puede trazar desde el punto E a la sección entre los puntos G y C. Paralelamente, BE2 = 2CN·CE = 2EF·CE = 2EF(CF + EF) = 2EF·CF + 2EF2, de donde, ya que FG2 = 2CN·CF = 2EF·CF, entonces BE2 = FG2 + EF2 + EF2 = EG2 + EF2, de donde, BE2 - EG2 = EF2. Además, OH2 = 2CN·CO = 2FE·CO. Como OE2 = (OF - FE)2 = OF2 + FE2 - 2FE·OF; luego OH2 + OE2 = 2FE·CO + OF2 - 2FE·OF = 2FE(CO - OF) + OF2 + FE2, de donde, ya que FG2 = 2FE·CF, entonces HE2 = FG2 + FE2 + OF2 = EG2 + OF2, de donde HE2 - EG2 = OF2. Por las mismas razones, AE2 - EG2 = DF2. Se tiene AE2 - DF2 = HE2 - OF2 = BE2 - EF2 =EG2. Como DF > OF > EF, entonces AE > HE > BE > EG. Luego EG es la recta mínima que se puede trazar desde el punto E a la sección entre los puntos G y A, mientras que la recta más cercana es menor que la más alejada; y la diferencia entre el cuadrado de una cualquiera de estas rectas y el cuadrado de la recta mínima equivale al cuadrado de la recta delimitada por el pie de la recta perpendicular y el punto F.

Q. E. D.