Proposición 31

En un círculo el ángulo en el semicírculo es recto, el ángulo en el segmento mayor es menor que un recto, el ángulo en el segmento menor es mayor que un recto; y además el ángulo del segmento mayor es mayor que un recto y el ángulo del segmento menor es menor que un recto.

Sea ΑΒCD el círculo y sea ΒC su diámetro y el centro Ε , y trácense ΒΑ, ΑC, ΑD, DC . Digo que el ángulo ΒΑC en el semicírculo ΒΑC es recto, y el ángulo ΑΒC en el segmento ΑΒC mayor que el semicírculo es menor que un recto, y el ángulo ΑDC en el segmento ΑDC menor que el semicírculo es mayor que un recto.

Trácese ΑΕ , y prolónguese ΒΑ hasta F . Y como ΒΕ es igual a ΕA, el ángulo ABE es también igual al ángulo ΒΑΕ [Prop. I.5]. Como a su vez CΕ es igual a ΕΑ, el ángulo ΑCΕ es también igual al ángulo CΑΕ [Prop. I.5]; por tanto, el ángulo entero ΒΑC es igual a los dos ángulos ΑΒC, ΑCΒ. Pero el ángulo FΑC exterior al triángulo ΑΒC es también igual a los dos ángulos ΑΒC, ΑCΒ [Prop. I.32]; por tanto, el ángulo ΒΑC es también igual al ángulo FΑC; luego cada uno de ellos es recto, [Def. I.10]; así pues, el ángulo ΒΑC en el semicírculo ΒΑC es recto.

Además, como los dos ángulos ΑΒC, ΒΑC del triángulo ΑΒC son menores que dos rectos [Prop. I.17], y el ángulo ΒΑC es recto, entonces el ángulo ΑΒC es menor que un recto; y está en el segmento ΑΒC mayor que el semicírculo.

Y como ΑΒCD es un cuadrilátero en un círculo, y los ángulos opuestos de los cuadriláteros en los círculos son iguales a dos rectos [Prop. III.22], y el ángulo ΑΒC es menor que un recto, entonces el ángulo restante ΑDC es mayor que un recto; y está en el segmento ΑDC menor que el semicírculo. Digo también que el ángulo del segmento mayor, el comprendido por la circunferencia ΑΒC y la recta ΑC es mayor que un recto, y que el ángulo del segmento menor, el comprendido por la circunferencia ΑD[C] y la recta ΑC es menor que un recto. Y esto es claro de suyo. Pues como el ángulo comprendido por las rectas ΒΑ, ΑC es recto, entonces el comprendido por la circunferencia ΑΒC y la recta ΑC es mayor que un recto. Asimismo, como el ángulo comprendido por las rectas ΑC, ΑF es recto, entonces el comprendido por la recta CΑ y la circunferencia ΑD[C] es menor que un recto. Por consiguiente, en un círculo el ángulo en el semicírculo es recto, el ángulo en el segmento mayor es menor que un recto, y el ángulo en el segmento menor es mayor que un recto, y además el ángulo del segmento mayor, mayor que un recto, y el del segmento menor, menor que un recto.

Q. E.D.

Corolario

A partir de esto queda claro que si un ángulo de un triángulo es igual a los otros dos, el ángulo es recto por ser el ángulo exterior a aquel igual a los mismos; y si los ángulos adyacentes son iguales, son rectos