ペルガのアポロニオス(古代ギリシア語: Ἀπολλώνιος ὁ Περγαῖος Apollṓnios ho Pergaîos、紀元前240年頃- 紀元前190年頃)は、円錐曲線の研究で知られる古代ギリシアの幾何学者、天文学者。ユークリッドとアルキメデスのこの分野における初期の貢献を出発点として、解析幾何学の発明以前の状態にまで発展させた。楕円、放物線、双曲線の用語に関する彼の定義は、今日でも使用されている。アポロニオスは、先駆者であるユークリッドとアルキメデスとともに、古代の最も偉大な数学者の一人と一般的に考えられている。[ 1 ]
アポロニウスは幾何学以外にも、天文学を含む数多くの分野に取り組んだ。これらの研究のほとんどは現存していないが、例外として、アレクサンドリアのパップスなどの他の著者が引用した断片が残っている。惑星の異常な動きを説明するために彼が提唱した、軌道が偏心しているという仮説は、中世まで広く信じられていたが、ルネサンス期に覆された。月のクレーター「アポロニウス」は、彼の名にちなんで名付けられた。[ 2 ]
数学の分野に多大な貢献をしたにもかかわらず、アポロニウスに関する伝記的な情報はほとんど残っていない。6世紀のギリシャの注釈者アスカロンのエウトキオスは、アポロニウスの円錐曲線について次のように述べている。[ 3 ]
幾何学者アポロニウスは、プトレマイオス 3 世エウエルゲテスの時代にパンフィリアのペルガ出身で、アルキメデスの伝記作者ヘラクレイオスの記録に残っています。
この記述からアポロニウスのおおよその生没年を特定できるが、現代の学者が述べている生没年はあくまで推測に過ぎない。[4 ]プトレマイオス3世エウエルゲテス(「恩人」)は、ディアドコイの継承におけるエジプトの3番目のギリシャ王朝であり、紀元前246年から222/221年まで 統治した。「時代」は常に支配者または執行官によって記録されるため、アポロニウスは246年以降に生まれた可能性が高い。ヘラクレイオスの正体は不明である。
ペルガはアナトリアのパンフィリアにあったヘレニズム都市で、その遺跡は今も残っている。ペルガはヘレニズム文化の中心地であった。エウトキオスはペルガをエジプトのプトレマイオス朝と関連付けているようだ。ペルガはエジプトの支配下には置かれず、紀元前246年にはセレウコス朝に属していた。セレウコス朝は独立したディアドコイ国家で、セレウコス朝が統治していた。紀元前3世紀後半、ペルガは幾度も支配者が変わり、セレウコス朝と北方のペルガモンのアッタロス朝の支配下を交互に受けた。「ペルガ出身」と記された人物は、ペルガに住み、そこで働いていたと予想されるが、逆に、アポロニオスが後にペルガと結びつけられたとしても、それは彼の居住地に基づくものではない。残された自伝的資料からは、彼がアレクサンドリアに住み、学び、執筆していたことがうかがえる。
ギリシャの数学者で天文学者のヒュプシクレスの手紙は、もともとユークリッドの『原論』第14巻として伝承された偽典からの補遺の一部であった。[ 5 ]
ティルスのバシリデスは、プロタルコスよ、アレクサンドリアに来て私の父と出会ったとき、数学への共通の関心から親交が深まり、滞在期間の大半を父と共に過ごした。そしてある時、彼らはアポロニウスが書いた、同一の球に内接する正十二面体と正二十面体の比較、すなわちそれらの比率に関する論文を調べていたところ、この論文におけるアポロニウスの扱いは正しくないという結論に至った。そこで、父から聞いた話によれば、彼らは論文を修正し書き直した。しかしその後、私自身もアポロニウスが出版した別の本に出会い、その本には問題の証明が載っており、私は彼のこの問題の研究に大いに感銘を受けた。現在、アポロニウスが出版したその本は誰でも読むことができる。なぜなら、それは後世の入念な編集の結果と思われる形で広く流通しているからである。
円錐曲線論の現存する序文には、アポロニウスの自伝的な記述がいくつか見られる。これらは、アポロニウスが影響力のある友人たちに宛てた手紙で、同封した書物のレビューを依頼している。最初の2つの序文は、ペルガモンのエウデモスに宛てられたものである。
エウデモスはおそらくペルガモン博物館の研究センターの責任者であったか、あるいは後にその地位に就いたと思われる。ペルガモンは書籍と羊皮紙産業で知られる都市であり、羊皮紙という名称はそこから派生している。アテネのリュカイオンをモデルとしたギリシャの数学教育機関における研究は、図書館と博物館が付属する教育活動の一環であった。当時、そのような学校は国王の庇護下にある一校のみであった。書籍は希少で高価であり、収集は王室の義務であった。
アポロニオスは『円錐曲線論』第1巻の序文で、最初の4巻は基礎理論の展開を扱い、最後の4巻は特殊なテーマを扱っているとエウデモスに伝えている。アポロニオスは、円錐曲線論はもともとナウクラテスという幾何学者によって依頼されたもので、ナウクラテスはアレクサンドリアに滞在していたが、歴史上は無名の存在だったとエウデモスに念を押している。アポロニオスはナウクラテスに全8巻の初稿を提供したが、それらは「徹底的な推敲を経ない」ものであり、完成次第、各巻を検証・修正して出版するつもりだったと述べている。
ペルガモンを訪れたアポロニウス本人からこの計画を聞いたエウデモスは、出版前に各巻を自分に送るようアポロニウスに強く求めた。この頃、アポロニウスはまだ若い幾何学者だったと思われる。パップスによれば、彼は(ユークリッドの時代からずっと後になってから)アレクサンドリアでユークリッドの弟子たちと過ごしており、おそらくそれが彼の教育の最終段階だったのだろう。エウデモスは、ペルガモン時代のアポロニウスの師であった可能性がある。
最初の序文と2番目の序文の間には空白期間がある。アポロニウスは、同じくアポロニウスという名の息子を遣わして2番目の序文を届けさせた。彼はより自信を持って語り、エウデモスにこの本を特別な研究グループで使用するよう勧めている。アポロニウスは、エフェソスでエウデモスに紹介した幾何学者ラオディキアのフィロニデスと会ったことに言及している。フィロニデスは紀元前2世紀前半に主にシリアに住んでいた。この出会いがアポロニウスが当時エフェソスに住んでいたことを示しているかどうかは不明である。地中海の知的コミュニティは国際的であり、この「数学の黄金時代」の学者たちは国際的に職を求め、互いを訪ね、互いの著作を読み、助言を与え、学生を推薦し、何らかの郵便サービスを通じて連絡を取り合っていた。現存する手紙は豊富にある。
第3巻の序文は欠落しており、その間にエウデモスが亡くなったとアポロニウスは第4巻の序文で述べている。第4巻から第7巻までの序文はより形式的で、個人的な情報は省略された単なる要約である。これら4つの序文はすべて謎の人物アッタロスに宛てられており、アポロニウスは「私の著作を所有したいというあなたの切なる願いのために」この人物を選んだと述べている。おそらくアッタロスはアポロニウスの写本を送るに値する重要な人物だったのだろう。一つの説は、アッタロスはペルガモンの将軍で守護者であったアッタロス2世フィラデルフォス(紀元前220年~138年)であり、彼の兄エウメネス2世が王であった。アッタロスは紀元前160年に兄が病気になった後共同統治者となり、紀元前158年に王位に就いた。兄弟はともに芸術の庇護者であり、図書館を国際的な規模にまで拡大した。アッタロスはフィロニデスと同時代の人物であり、アポロニウスの動機はアッタロスの書籍収集活動と一致している。
序文第7章で、アポロニウスは第8巻を「付録…できるだけ早くお送りします」と述べている。しかし、実際に送付された記録はなく、アポロニウスは完成前に亡くなった可能性もある。だが、アレクサンドリアのパップスが付録の見出し語を提供していることから、何らかの形で流通していたことは間違いないだろう。
アポロニウスは多作な幾何学者で、多数の著作を残した。現存するのは『円錐曲線論』のみである。全8巻のうち、アポロニウスの原文が翻訳されずに残っているのは最初の4巻のみである。第5巻から第7巻は、バヌー・ムーサー族の依頼でサービト・イブン・クッラがアラビア語に翻訳したものが残っているだけで、ギリシャ語の原文は失われている。[ 6 ]第8巻の現状は不明である。最初の草稿は存在したが、最終稿が作成されたかどうかは不明である。エドモンド・ハレーによるラテン語の「復元」が存在するが、それがアポロニウスの原文とどの程度一致するのかは分からない。
アラビア語訳で現存する唯一の作品である『De Rationis Sectione』を除いて、アポロニウスの残りの作品は断片的であるか、失われている。失われた作品の多くは注釈者によって記述または言及されており、特にアレクサンドリアのパップスは、自身の著作集の第7巻でアポロニウスの失われた作品の多くについて要約と見出しを提供している。エドモンド・ハレーは、パップスの要約に基づいて『De Spatii Sectione』を復元した。
『円錐曲線論』のギリシャ語テキストは、定義、図形、およびその構成要素の配置において、ユークリッド幾何学的な配列を採用している。すなわち、「与えられた条件」に続いて「証明すべき命題」が提示される。第1巻から第7巻には387の命題が提示されている。このような配列は、伝統的な主題を扱う現代の幾何学教科書に見られる。あらゆる数学の講義と同様に、内容は非常に濃密であり、その考察には必然的に時間がかかる。アポロニウスは各巻の構成を定めており、その一部は序文に記されている。見出し、つまり構成への手がかりはやや不足しており、アポロニウスは主題の論理的な流れに重きを置いていた。

第1巻では58の命題が提示されている。その中でも最も重要な内容は、円錐と円錐曲線に関する基本的な定義である。これらの定義は、現代の同語の定義と完全に一致するわけではない。語源的には、現代の語は古代語に由来するが、語源はしばしばその派生語とは意味が異なる。
円錐面は、線分を二等分点を中心に回転させることで生成され、その両端の点がそれぞれ自身の平面上に円を描きます。円錐は、二重円錐面の1つの枝であり、点(頂点)、円(底面) 、および頂点と底面の中心を結ぶ線である軸を持つ面です。
断面(ラテン語sectio、ギリシャ語tome )とは、円錐を平面で「切断」する想像上の方法である。

「面積の適用」は暗黙のうちに、面積と線分が与えられたとき、この面積が線分上の面積の二乗に等しいか、つまり適用できるかを問うている。もし等しいならば、適用可能性(放物線)が確立されたことになる。アポロニウスはユークリッドに倣い、断面上の任意の点の横座標上の長方形が縦座標の二乗に等しいかどうかを問うた。[ 7 ]もし等しいならば、彼の言葉による方程式は、これは放物線の方程式の現代的な形式の1つです。長方形には辺があります。そして彼こそが、その図形である放物線を「応用」と名付けた人物である。
「適用不可」のケースはさらに2つの可能性に分けられます。関数が与えられた場合、適用事例においては、適用されない場合、または前者では、に及ばない省略記号「不足」と呼ばれる量によって。後者では、過剰表現、つまり「過剰」と呼ばれる量だけオーバーシュートする。
適用性は、赤字を追加することによって達成できる。または余剰分を差し引くと、不足分を補う図形は楕円、余剰分を補う図形は双曲線と呼ばれた。[ c ]現代の方程式の項は原点からの図形の平行移動と回転に依存するが、楕円の一般方程式は、
フォームに配置できます
どこは赤字であり、双曲線の式は、
になる
どこ過剰分です。[ d ]
第2巻には53の命題が収められている。アポロニウスは、「直径と軸、漸近線、その他可能性の限界に関する性質」を網羅するつもりだったと述べている。彼の「直径」の定義は伝統的なものとは異なり、手紙の受取人に定義を自身の著作に参照させる必要があると述べている。言及されている要素は、図形の形状と生成を規定するものである。接線については巻末で扱われている。
第3巻には56の命題が含まれている。アポロニウスは、「立体軌跡の構成に役立つ定理…3直線軌跡と4直線軌跡…」の独創的な発見を主張している。円錐曲線の軌跡は、その断面である。3直線軌跡の問題(第3巻のタリアフェロの付録に述べられているように)は、「3つの与えられた固定直線からの距離が、1つの距離の2乗が他の2つの距離によって囲まれた長方形の比率と常に一定であるような点の軌跡」を見つける。これは放物線をもたらす面積の適用の証明である。[ 8 ] 4直線の問題は、楕円と双曲線をもたらす。解析幾何学は、幾何学ではなく代数によって支えられたより単純な基準から同じ軌跡を導き出す。この点でデカルトは高く評価された。彼はその方法においてアポロニウスを凌駕している。
第4巻には57の命題が含まれている。エウデモスではなくアッタロスに最初に送られたものであり、彼のより成熟した幾何学的思考を表している。主題はやや専門的で、「円錐の断面が互いに、あるいは円周と交わる点の最大数…」である。それにもかかわらず、彼は熱意をもって語り、これらの命題を問題解決に「非常に役立つ」と評している(序文4)。[ e ]
第1巻とは対照的に、第5巻には定義も説明もありません。この巻には、最大線と最小線に関する77の命題が含まれており、これはどの巻よりも多い数です。[ 9 ]命題4から25は「軸上の点から断面までの」最大線と最小線を扱い、命題27から52は「断面内の」最大線と最小線、および「断面から引かれた」最大線と最小線を扱い、命題53から77は「断面と軸の間で切り取られた」最大線と最小線、および「軸によって切り取られた」最大線と最小線を扱っています。[ 10 ]トーマス・ヒースはこれらの「最大線と最小線」を断面の法線と解釈し、[ 11 ]これは20世紀の円錐曲線の解釈に大きな影響を与えました。しかし、より最近の研究では、これらは古代ギリシャ数学で最大距離と最小距離を指すために使用された標準的な用語であることが示されています。 [ 12 ]
第6巻はアラビア語からの翻訳によってのみ知られており、33の命題から成り、これはどの巻よりも少ない。また、以前のテキストの損傷や破損のために、本文に大きな欠落(空白)がある。
序文1では、主題は「円錐の等しい相似な断面」であると述べられています。アポロニウスは、ユークリッドが三角形や四角形といったより基本的な図形について提示した合同と相似の概念を、円錐曲線にまで拡張しています。序文6では、「等しい断面と等しくない断面」、そして「相似な断面と相似でない断面」について言及し、作図に関する情報もいくつか追加しています。
第6巻では、巻頭の基本的な定義に立ち返ります。「等価性」は面積の適用によって決定されます。ある図形、つまり断面または線分を別の図形に「適用」する場合、それらが一致し、一方の線が他方の線と交差しない場合に「等しい」とされます。第6巻の冒頭にあるアポロニウスの定義では、相似な直円錐は相似な軸三角形を持ちます。相似な断面および断面の線分は、まず相似な円錐の中にあります。さらに、一方のすべての横座標に対して、他方の任意の縮尺で横座標が存在しなければなりません。最後に、一方の横座標と縦座標は、他方と同じ縦座標と横座標の比率を持つ座標で一致しなければなりません。全体的な効果は、断面または線分を円錐上で上下に移動させて異なる縮尺を実現したかのようです。[ f ]
第7巻もアラビア語からの翻訳で、51の命題が収められている。アポロニウスは序文Iでこれらの命題に言及していないが、これは最初の草稿の時点では、記述するのに十分なほどまとまった形で存在していなかったことを示唆している。第7巻の主題は、序文VIIで直径と「それらに描かれた図形」であると述べられている。第7巻の51の命題は、断面、直径、および共役直径の関係を定義している。
アポロニウスは、それらを「peri dioristikon theorematon」(文字通り「二元論的定理について」)という難解な言葉で表現しており、ハレーは「de theorematis ad determinationem pertinentibus」と訳し、ヒースは「極限の決定に関する定理」と訳した。[ g ]
比率を切り取ることは、単純な問題を解決しようとする試みである。2 つの直線とそれぞれの直線上の 1 つの点が与えられたとき、与えられた 3 番目の点を通る直線を 2 つの固定された直線と交わる点の間の部分の比率が所定の比率になるように描く。[ 8 ]
『比率の切り捨て』は、オックスフォード大学ボドリアン図書館に所蔵されている未発表のアラビア語写本に残されている。この写本はもともとエドワード・バーナードによって発見され、部分的に翻訳されたものの、彼の死によって中断された。その後、教授、天文学者、数学者、探検家であり、後にハレー彗星の名となったエドモンド・ハレーに渡された。ハレーは破損したテキストを解読できず、この写本を放棄した。その後、数学者のデイヴィッド・グレゴリーがヘンリー・アルドリッチのためにアラビア語を復元し、アルドリッチはそれを再びハレーに渡した。このアラビア語写本の著者は不明である。ハレーは、825年にバグダッドのカリフであり天文学者であったアル・マアムーン(ラテン語ではアルマモン)の「庇護」の下で書かれたという記述に基づき、自身の著書『読者への序文』の中で、この写本の年代を820年としている。
パップスは円錐曲線と比率の切断の他に 、アポロニウスの他の論文についても言及している。
これらはそれぞれ2冊に分かれており、パップスによれば、ユークリッドの『データ』、『ポリスム』、『曲面軌跡』、アポロニウスの『円錐曲線』とともに、古代解析学の体系に含まれていた。[ 8 ]以下に、上記の6つの著作の説明を記す。
『面積の切り取り』では、2 つの切片で囲まれた長方形が与えられた長方形と等しくなるという同様の問題を扱っている。[ 8 ]この著作は失われているが、エドマンド・ハレーは『比率の切り取り』を翻訳した後、パップスの『コレクション』にまとめられた『面積の切り取り』のバージョンを新ラテン語に翻訳しようと試みた。
確定断面は、一次元解析幾何学とも言える方法で問題を扱います。それは、直線上の点が他の点と比になっている点を見つけるという問題です。[ 14 ]具体的な問題は次のとおりです。直線上に 2、3、または 4 つの点が与えられたとき、与えられた点からの距離が、1 つの点の正方形または 2 つの点によって囲まれた長方形が、(1) 残りの 1 つの点の正方形または残りの 2 つの点によって囲まれた長方形、または (2) 残りの 1 つの点と別の与えられた直線によって囲まれた長方形のいずれかの比になるような、その直線上の別の点を見つけます。アポロニウスの解法を発見するために、テキストを復元しようとした人は何人かおり、その中にはスネリウス ( Willebrord Snell、ライデン、1698 年)、アバディーンのアレクサンダー・アンダーソン( Apollonius Redivivusの補遺、パリ、1612 年)、そしてロバート・シムソン( Opera quaedam reliqua 、グラスゴー、1776 年)がおり、これまでのところ最良の試みです。[ 8 ]
接線は、次のような一般的な問題を包含していました。位置にある 3 つのもの (点、直線、または円) が与えられたとき、与えられた点を通り、与えられた直線または円に接する円を記述します。最も難しく、歴史的に興味深いケースは、与えられた 3 つのものが円である場合です。16 世紀に、ヴィエタはこの問題 (アポロニウス問題として知られることもあります) をアドリアヌス・ロマヌスに提示し、彼は双曲線でこれを解決しました。ヴィエタはその後、より単純な解決策を提案し、最終的に、小著『アポロニウス・ガッルス』(パリ、1600 年)でアポロニウスの論文全体を復元することにつながりました。この問題の歴史は、JW カメラーの短い『アポロニウス・ペルガエ、彼の書物の中で最大の補題パッピ、観察付き』(ゴータ、1795 年、8vo)の序文で興味深い詳細が探究されています。[ 8 ]
ノイシスの目的は、与えられた長さで、与えられた点に向かう直線が、与えられた2つの直線(直線または円)の間にどのように挿入できるかを示すことであった。マリン・ゲタルディッチとユーゴ・ドメリク(『幾何学的解析』、カディス、1698年)が復元を試みたが、最も優れたものはサミュエル・ホースリー(1770年)によるものである。[ 8 ]
『平面軌跡』は、直線または円である軌跡に関する命題の集まりである。パップスは命題についてかなり詳細な説明を与えているため、このテキストは、P. フェルマー(『作品集』第1巻、1891年、 3-51頁)やF. シューテン(ライデン、1656年)だけでなく、最も成功した例としてR. シムソン(グラスゴー、1749年)によっても復元の試みがなされてきた。[ 8 ]
古代の著述家たちは、アポロニウスの他の著作についても言及しているが、それらは現在では現存していない。
ヒースによれば[ 15 ] 、 「アポロニウスの方法」は彼個人のものではなく、彼が後の理論家に与えた影響は幾何学の影響であって、彼自身の技術革新の影響ではない。ヒースはこう述べている。
円錐曲線の解法を詳細に検討する前に、一般的に言えば、それらはユークリッド原論において決定的な表現を見出した、幾何学的探究の確立された原理に忠実に従っていると言えるだろう。
黄金時代の幾何学者について語る際、現代の学者は「方法」という言葉を、幾何学者が視覚的かつ再構成的な手法を用いて、現代の代数学で得られる結果と同等の結果を生み出す方法を指すものとして用いる。簡単な例を挙げると、正方形の面積を計算する代数的方法は辺の長さを二乗することである。これに対応する幾何学的方法は、視覚的に正方形を作図することである。黄金時代の幾何学的手法は、初等代数学のほとんどの結果を生み出すことができた。
惑星の運動に関する2つの記述、すなわち偏心軌道を用いる記述と周転円と従軌道を用いる記述の等価性は、アポロニウスに帰せられる。プトレマイオスは『アルマゲスト』の中でこの等価性を記述している。

ヒースは、黄金時代の方法全体を幾何代数と呼ぶことにしている。 [ h ]この用語は、1890年以前にヘンリー・バーチャード・ファインによって定義され、解析幾何学の最初の本格的な著作であるルネ・デカルトの『幾何学』に適用された。[ 16 ]「基本演算が形式的に同じである2つの代数は形式的に同一である」という前提条件を確立した上で、ファインはデカルトの著作は「単なる数値代数ではなく、より良い名前がないため線分代数と呼ぶことができるものである。その記号体系は数値代数の記号体系と同じである。…」と述べている。
例えば、アポロニウスでは、線分AB(点Aと点Bを結ぶ線分)は、その線分の数値的な長さでもあります。長さは任意です。したがって、ABは、 x (未知数)のような代数変数と同じになり、xには任意の値を割り当てることができます。例えば、x =3などです。
アポロニウスでは、変数は「ABを断面上の任意の点から直径までの距離とする」といった言葉による記述で定義されており、この慣習は今日の代数学にも引き継がれている。基礎代数学を学ぶ学生は皆、「文章問題」を代数変数と方程式に変換し、代数の法則を適用してxを求める方法を学ばなければならない。アポロニウスにはそのような法則はなかった。彼の解法は幾何学的である。
図解では容易に解決できない関係性は彼の理解の範疇を超えていたが、彼が用いた図解は、今日では一般には知られていない(あるいは必要とされていない)複雑な幾何学的解法の宝庫から生まれたものであった。よく知られた例外の一つは、欠かせないピタゴラスの定理であり、現在でも直角三角形の辺に正方形を描き、a² + b² = c²のような式を表すことで表現されている。ギリシャの幾何学者はこれらの用語を「AB 上の正方形」などと呼んだ。同様に、AB と CD で囲まれた長方形の面積は「AB と CD 上の長方形」と呼ばれた。
これらの概念によって、ギリシャの幾何学者は線形関数と二次関数(円錐曲線は後者である)を代数的に扱うことができるようになった。これらはそれぞれ1乗または2乗を含む。アポロニウスは、円錐は立体であるにもかかわらず、立方体(立体幾何学で扱われる)にはあまり関心を持たなかった。彼の関心は平面図形である円錐曲線にあった。4乗以上のものは視覚化の範疇を超えており、幾何学では不可能な抽象化が必要であったが、代数学では容易に可能であった。

インチなどの公的な単位で、定規などの標準的な公的な器具を使用して長さを測定する通常のことは、デカルト座標系、つまり、1平方インチなどの単位正方形に分割された表面と、1立方インチなどの単位立方体に分割された空間が公に認識されていることを意味します。古代ギリシャの測定単位は、青銅器時代からギリシャの数学者にそのようなグリッドを提供していました。アポロニウス以前に、メナエクムスとアルキメデスはすでに、低い測定を示す左側の垂直線と低い測定を示す下側の水平線から測定されると考えられる距離を参照することによって、共通グリッドの暗黙の窓上に図形を配置し始めていました。方向は直線、つまり互いに垂直です。[ 17 ]これらの窓の端は、デカルト座標系では軸になります。任意の点から軸までの直線距離を座標として指定します。古代ギリシャ人はそのような慣習を持っていませんでした。彼らは単に距離を参照しました。
アポロニウスは、図形を配置する標準的な枠を持っています。垂直方向の測定は、彼が「直径」と呼ぶ水平線から行われます。この単語はギリシャ語でも英語でも同じですが、ギリシャ語の方が意味がやや広くなっています。[ 18 ] 円錐曲線の図形が平行線のグリッドで切断されている場合、直径は図形の枝の間にあるすべての線分を二等分します。それは頂点(koruphe、「冠」)を通らなければなりません。したがって、直径は放物線のような開いた図形と円のような閉じた図形の両方を含みます。直径が平行線に垂直でなければならないという規定はありませんが、アポロニウスは直線のみを使用しています。
断面上の点から直径までの直線距離は、ギリシャ語でテタグメノス(tetagmenos)と呼ばれ、語源的には単に「延長された」という意味です。これは常に「下」(kata-)または「上」(ana-)にしか延長されないため、翻訳者はこれを縦座標と解釈します。この場合、直径がx軸となり、頂点が原点となります。y軸は、頂点における曲線の接線となります。そして、横座標は、縦座標と頂点の間の直径の線分として定義されます。
アポロニウスは独自の座標系を用いて、円錐曲線の方程式の幾何学的等価物を図式的に展開することに成功しており、彼の座標系がデカルト座標系とみなせるかどうかという疑問が生じる。両者にはいくつかの違いがある。デカルト座標系は普遍的なものとみなされ、計算を行う前に適用されるすべての空間のすべての図形を網羅する。2つの交差する軸によって4つの象限に分割されている。3つの象限には負の座標が含まれており、これは基準軸であるゼロとは反対の方向を意味する。
アポロニウスは負の数を持たず、ゼロを表す数を明示的に持っておらず、円錐曲線とは独立して座標系を開発していません。彼は基本的に第1象限、つまりすべての正の座標のみで作業しています。そのため、現代の数学史家であるカール・ボイヤーは次のように述べています。[ 19 ]
しかし、ギリシャの幾何代数学では負の値は扱われず、さらに、座標系は常に与えられた曲線に事後的に重ね合わせてその性質を研究していた。古代最大の幾何学者であるアポロニウスは、解析幾何学を発展させることができなかった。
しかしながら、ボイヤーによれば、アポロニウスの曲線の扱いは、ある意味では現代の扱いと似ており、彼の研究は解析幾何学を予見しているように見える。[ 19 ]アポロニウスは、従来の測定のグリッドシステムと、解析幾何学の完全に発達したデカルト座標システム の間の、ある種の中間的な位置を占めている。アポロニウスを読む際には、彼の用語に現代的な意味を当てはめないように注意しなければならない。
アポロニウスは、ユークリッドの『原論』第5巻と第6巻に表現されている「比例の理論」を使用している。クニドスのエウドクソスによって考案されたこの理論は、純粋に図式的な方法と現代の数論の中間に位置する。標準的な十進数体系は存在せず、分数の標準的な扱いもない。しかし、命題は算術における分数の操作規則を言葉で表現している。ヒースは、これらが乗算と除算の代わりとなるものだと提唱している。[ 20 ]
エウドクソスは「大きさ」という言葉で、数値を超えて一般的な大きさの感覚を表そうとしたが、その意味は今もなお残っている。ユークリッドの図形に関しては、それは多くの場合数値を意味し、これはピタゴラスの考え方であった。ピタゴラスは、宇宙は量によって特徴づけられると信じており、この考えは現在の科学的ドグマとなっている。ユークリッドの第5巻は、大きさ(メゲトス、「大きさ」)は単位(メロス、「部分」)に均等に分割できなければならないと主張することから始まる。したがって、大きさは単位の倍数である。単位はメートルやフィートのような標準的な測定単位である必要はない。1単位は任意の指定された線分であってもよい。
科学において考案された最も有用な基本定義は、おそらく次の通りです。比(ギリシャ語のlogos、おおよそ「説明」を意味する)は相対的な大きさを表すものです。例えば、線分ABとCDという2つの大きさが与えられたとき、CDを単位とした場合のABとCDの比は、ABに含まれるCDの数です。例えば、4分の3、または100万分の60(ppmは依然として「部分」という用語を使用しています)。比は現代の分数の基礎であり、分数も依然として「部分」または「断片」を意味し、fractureと同じラテン語の語源を持っています。比は、「比例」(ギリシャ語のanalogos)と呼ばれる論理構造における数学的予測の基礎です。比例は、2つの線分ABとCDが他の2つの線分EFとGHと同じ比を持つ場合、ABとCDはEFとGHに比例する、またはユークリッドで言えば、ABとCDはEFとGHに比例する、と述べています。
代数では、この一般的な概念は AB/CD = EF/GH という式に簡略化されます。3 つの項が与えられれば、4 つ目の項を未知数として計算できます。上記の式を整理すると、AB = (CD/GH)•EF となり、y = kx と表される CD/GH は「比例定数」として知られています。ギリシャ人は、おそらく連続加算によって、倍数を取ることにほとんど困難を感じませんでした (ギリシャ語 pollaplasiein)。
アポロニウスは、正方形や長方形で表される線分と面積の比率をほぼ専ら用いている。翻訳者たちは、ライプニッツが1684年の『学識者紀要』で導入したコロン表記法を採用した。[ 21 ]以下は、 『円錐曲線論』第1巻、命題11からの例である。
円錐曲線は、古典古代から中世、そして近代に至るまで、後の時代の幾何学に影響を与えた。
4世紀には、アンティノポリスのセレノスが円錐曲線に関する注釈書を著したが、それは失われてしまった。また、円錐曲線の一部に関する2つの短い著作、『円柱の断面について』と『円錐の断面について』も現存している。
6世紀、アスカロンのエウトキオスは『円錐曲線論』第1巻から第4巻までの注釈書を著し、それが現存している。


アポロニウスの『円錐曲線論』第1巻から第4巻は、1566年に初めてラテン語で印刷されました。1626年、ヤコブス・ゴリウスは、第5巻から第6巻のアラビア語訳の現存する写本を発見し、最終的にボドリアン図書館に寄贈されました(元々はMS Marsh 607、日付は1070)。[ 22 ] 1706年に出版されたデイヴィッド・グレゴリーの修正アラビア語テキスト『比率の切断』の翻訳の成功に励まされ、ハレーはパップスの要約から第8巻を再構築したものを含め、アポロニウスの『円錐曲線論』全体を復元し、ラテン語に翻訳しました。ハレーの作品では、第1巻から第4巻はギリシャ語が1列に、ハレーのラテン語が並行する列に掲載されていますが、第5巻から第7巻はラテン語訳のみが掲載されています。ハレーの再構築はラテン語で印刷されています。
16世紀から18世紀にかけて、円錐曲線に関する文献は英語で書かれたものがほとんどなかった。これは、エドモンド・ハレーやアイザック・ニュートンといったイギリスの数学者が新ラテン語を好んだためである。その後、座標を用いた幾何学(解析幾何学)が確立され、総合的な手法が廃れたため、円錐曲線が数学研究に直接与える影響は薄れていった。
完全に英語で書かれたプレゼンテーションは、19世紀後半に始まった。