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自然哲学的数学原理
1.9.12.14 命题LXXXII 定理XLI
命题LXXXII 定理XLI

在以中心S、间隔SA所画出的球中,如果取SI,SA,SP成连比例:我说,在球内任意位置I的小物体的吸引比它在球外位置P的吸引,按照来自离中心的距离IS,PS的二分之一次比和在那些位置P及I趋向中心的向心力的二分之一次比的复合比。

正如,若球的小部分的向心力与被它们吸引的小物体的距离成反比;力,由它位于I的小物体被整个球牵引,比一个力,由它在P的小物体被球牵引,按照来自距离SI比距离SP的二分之一次比,和在位置I起源于在中心的另一小部分的向心力比在位置P起源于同一个在中心的小部分的向心力的二分之一次比,亦即,距离SI,SP相互之比的二分之一次反比的复合比。这两个二分之一次比复合出等量之比,且所以在I和P由整个球产生的吸引相等。由类似的计算,如果球的小部分的力按照距离的二次反比,得出在I的吸引比在P的吸引,如同距离SP比球的半直径SA;如果那些力按照距离的三次反比,在I和P的吸引的彼此之比如同SPquad.比SAquad.;如果那些力按照距离的四次反比,在I和P的吸引的彼此之比如同SPcub.比SAcub.。在这个最后的情形,由于在P的吸引曾被发现为与PScub.×PI成反比,在I的吸引与SAcub.×PI成反比,亦即(由于SAcub.给定)与PI成反比。同样的进程以至无穷。定理的证明如下。

现在保持上面的作图,且存在一个小物体在任意的位置P,纵标线DN被发现如同(DEq×PS)/(PE×V)。所以,如果引IE,对小物体在其他任意位置I的那条纵标线,经过必要的变化(mutatis mutandis),得出它如同(DEq×IS)/(IE×V)。假设向心力,它由球面的任意点E流出,在距离IE,PE的彼此之比,如同PEn比IEn(这里数n指明PE和IE的幂指数)且那些纵标线变得如同(DEq×PS)/(PE×PEn)和(DEq×IS)/(IE×IEn),它们的彼此之比如同PS×IE×IEn比IS×PE×PEn。因为,由于SI,SE,SP构成连比,三角形SPE,SEI相似,且由此,IE比PE如同IS比SE或者SA;把IE比PE之比写成IS比SA之比,则得出纵标线之比如同PS×IEn比SA×PEn。但PS比SA是距离PS和SI的二分之一次比,且IEn比PEn(由于比例IE比PE如同IS比SA)是在距离PS,IS的力的二分之一次比。所以纵标线,且因此面积,它们由纵标线画出,与它们成比例的吸引,按照来自那些二分之一次比的复合比。此即所证