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几个定理的应用

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0.两个外切三角形六顶点共二次曲线
1.两个自配极三角形六顶点共二次曲线
2.两个自共轭三角形六顶点共二次曲线
3.笛沙格对合定理对偶形式
4.Brianchon定理
5.四边形F₁IF₂J外切于二次曲线
(1)求证:抛物线外切三角形的三个顶点与焦点共圆
证明:设直线BC,CA,AB是抛物线切线,记焦点为F,则△ABC,△FIJ均为抛物线外切三角形,故ABCFIJ共二次曲线,即ABCF共圆
(2)求证:等轴双曲线自配极三角形的三个顶点与中心共圆
证明:设△ABC是自配极三角形,中心为O,则△ABC,△OIJ均为等轴双曲线自配极三角形,故ABCOIJ共二次曲线,即ABCO共圆
(3)求证:正交截线存在性
证明:设P是△ABC平面上一点,作XP⊥AP交BC于X,类似作出Y,连接XY交AB于Z.由Desargues对合定理,(PA,PX),(PB,PY),(PC,PZ)属于同一对合.由于前两组互逆对互相垂直,故这个对合是一个交换点P处直线及其垂线的非恒等射影对合变换,P从而C⊥PZ
(4)求证:完全四边形ABCDEF对角线AD,BE,CF中点XYZ共线
证明:取XY连线上的无穷远点G,则(GA,GD),(GB,GE)是由关于直线XY对称所决定的对合变换,由笛沙格对合定理知(GC,GF)也属于这个对合,即GC,GF关于XY对称,可知XYZ共线
(5)求证:抛物线外切三角形的垂心在准线上
证明:设直线a,b,c是抛物线切线,d,e,f是分别垂直于a,b,c的抛物线的切线,记无穷远线为l,考虑六边形abcfld,使用Brianchon定理,注意到ad,cf交点连线即准线,前两组ab,fl;bc,ld交点连线交于三角形垂心,故垂心在准线上
(6)求证:二次曲线的光学性质
证明:①椭圆、双曲线
设二次曲线上一点P,P处切线为p,由Desargues对合定理,留作习题


来自Android客户端1楼2022-01-08 13:19回复
    (6)(续)考虑点P对外切四点形F₁IF₂J的对合,则P对二次曲线的两条切线也属于这个对合,l,但P在二次曲线上,故p是对合的一条不动直线,作P处法线q,由(p,q;PI,PJ)=-1可知q是对合的另一条不动直线.由对合性质可知(p,q;PF₁,PF₂)=-1,椭圆,双曲线的光学性质得证。抛物线情形留作习题


    来自Android客户端3楼2022-01-08 14:13
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      这几个定理能够流水线般完成圆锥曲线题目生产。背景挖掘式证明不但使得此贴命题本身更为明了,还可以实现副产品大规模生产,不仅限于对二次曲线证明的一般性,且包括其它重要结果:如(4)对牛顿线存在性进行证明,但笛沙格对合定理的完整叙述表明:设完全四边形外切于某条二次曲线α,则G到α的两条切线也是由关于直线XY对称所决定的对合互逆对。然而G是无穷远点,故G到α的两条切线关于直线XY对称意味着二次曲线的两个焦点(不考虑一个焦点的情形)的中点是在牛顿线上的。回到题设,“外切,焦点”,圆锥曲线等角性质呼之欲出。简洁的平几论证显示:以两点为焦点的圆锥曲线内切于某个完全四边形等价于这两点是该完全四边形的等角共轭点。固然,提到等角共轭,我们似乎又得证明
      (7)求证:完全四边形等角线
      这个命题也是笛氏对合定理的用武之地,简单的射影几何习题留与读者论证.
      仿照三角形等角共轭点,我们可以定义四点形的等角共轭点,此处不再赘述。


      来自Android客户端4楼2022-01-08 18:51
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        接下来几天考完放假,打算抽空也写个射影专题,权当吧主的补充或预备。


        来自Android客户端7楼2022-01-08 23:38
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