1
自然哲学的数学原理
1.9.7.1 命题XXXII 问题XXIV
命题XXXII 问题XXIV

假设向心力与位置离中心的距离的平方成反比,确定空间,它由直线下落的一个物体在给定的时间画出。

情形1 如果物体不竖直下落,此物体(由命题XIII系理1)画出其焦点与力的中心重合的圆锥截线。设那条圆锥截线为ARPB,其焦点为S。首先,如果图形为一个椭圆;在它的长轴AB上画半圆ADB,又直线DPC经过下落物体垂直于轴;再作DS,PS,面积ASD与面积ASP成比例,且因此亦与时间成比例。保持轴AB持续减小椭圆的宽度,则面积ASD总保持与时间成比例。那个宽度被减小以至无穷:现在轨道APB与轴AB,且焦点S与轴的端点B重合,物体在直线AC上下落,面积ABD变得与时间成比例。且因此空间AC被给定,物体由位置A竖直下落,在给定的时间画出这一空间,只要面积ABD取得与时间成比例,且由点D往直线AB上落下垂线DC。此即所求

情形2 如果那个图形RPB为双曲线,对同样的主直径AB画直角双曲线(22)(hyperbola rectangula)BED;且因为面积CSP,CBfP,SPfB比面积CSD,CBED,SDEB,一个对一个,按照高度CP,CD的给定的比;又面积SPfB与时间成比例,在此期间物体P的运动经过弧PfB;面积SDEB亦与同样的时间成比例。减小双曲线RPB的通径以至无穷并保持横截径,则弧PB与直线CB,且焦点S与顶点B,以及直线SD与直线BD重合。因此,面积BDEB与时间成比例,在此期间物体C竖直下落画出直线CB。此即所求

情形3 由类似的论证,如果图形RPB为一条抛物线,且由同样的主顶点B画出另一条抛物线BED,它在前一抛物线,即物体P在其周线上运动的抛物线的通径减小并缩为零,曲线变为直线CB期间,总它保持给定;抛物弓形BDEB与时间成比例,在此期间那个物体P或者C落向中心S或者B。此即所求