Il problema 9 insegna a bisecare un angolo.
Problema 9
Dividere un angolo in due angoli uguali (disegnare la bisettrice)
Dato un angolo ∠rAs con vertice A e delimitato dalle semirette r ed s uscenti da A,
prendiamo un punto B≠A sulla semiretta r
tracciamo la circonferenza con centro in A e raggio AB (postulato 3)
chiamiamo C l'intersezione tra la circonferenza e la semiretta s (postulato di intersezione)
costruiamo un triangolo equilatero BCD con lato BC (problema 1)
la semiretta t con origine in A e passante per D divide l'angolo dato in due angoli ∠rAt e ∠tAs uguali tra loro
Teorema 9
la semiretta t (costruita sopra) è la bisettrice di ∠rAs
Dimostrazione:
i triangoli ABD e ACD sono uguali in base al terzo criterio (proposizione 8), infatti:
AD è in comune
AB = AC perché raggi della stessa circonferenza (definizione 15), dunque il triangolo ABC è isoscele.
BD = CD perché lati di un triangolo equilatero
Dunque gli angoli ∠CAD e ∠BAD sono uguali, perché angoli corrispondenti di triangoli uguali.
Ad essere rigorosi, bisogna discutere il caso D=A, ma è un caso che si può sempre evitare perché i triangoli equilateri costruibili si BC sono due.