角、三角形與全等
平行線判別法
你怎麼確定兩條線真的平行——無論延伸多遠都不相交——而不用真的走到無窮遠去查?答案是去讀截線與它們所造出的角。平行線判別法就是一整套定理,把單一交點處的角相等轉化為平行的保證,並且反向也成立。
嚴格地說,對被一條截線所截的兩條線,下列四個敘述彼此等價,且其中任一個成立若且唯若兩線平行:同位角相等;內錯角相等;外錯角相等;同旁內角互補(相加為 180)。要證明給定兩線平行,你只需展示其中之一——例如證出一組內錯角相等——平行隨即成立。要利用平行,你把蘊涵反過來用,讀出那些角。整張網由線性對與對頂角繫住,所以任一個關係都會迫使其餘成立。
一個誠實的提醒:這套判別法屬於歐氏幾何,其根基是平行公設。在非歐幾何裡公設被捨棄,線可以不相交卻不滿足這種整齊的角關係。所以「同位角相等即平行」是歐氏平面的定理,而非所有幾何的普遍真理——這正暗示了第五公設背後那個深刻的選擇。
你量了截線穿過兩線處的一組內錯角,兩個都讀作 58 度。依判別法(內錯角相等),這兩條線平行——你根本不必把它們延伸去檢驗。
交點處一組相等的角即可證實平行。
記得同旁內角是例外:對它們而言,平行意味著互補(和為 180),而非相等。整套判別法是建立在平行公設之上的歐氏定理。
又稱
另見