Изогональное сопряжение: различия между версиями
[непроверенная версия] | [непроверенная версия] |
Stannic (обсуждение | вклад) только в англовики дополнительно об этом ничего нет и источник не указан, а сама англовика не АИ |
NapalmBot (обсуждение | вклад) м Удаление принудительных пробелов в формулах по ВП:РДБ. |
||
Строка 1: | Строка 1: | ||
[[Файл:Isogonal Conjugate.svg|мини|Точки <math>P</math> и <math>P^*</math> изогонально сопряжены]] |
[[Файл:Isogonal Conjugate.svg|мини|Точки <math>P</math> и <math>P^*</math> изогонально сопряжены]] |
||
[[Файл: |
[[Файл:Isogonal Conjugate transform.svg|мини|Преобразование над точками внутри треугольника]] |
||
'''Изогона́льное сопряже́ние''' — геометрическое преобразование, получаемое отражением прямых, соединяющих исходные точки с вершинами заданного [[треугольник]]а относительно [[Биссектриса|биссектрис]] углов треугольника. |
'''Изогона́льное сопряже́ние''' — геометрическое преобразование, получаемое отражением прямых, соединяющих исходные точки с вершинами заданного [[треугольник]]а относительно [[Биссектриса|биссектрис]] углов треугольника. |
||
Строка 30: | Строка 30: | ||
}}</ref>. |
}}</ref>. |
||
=== Пары изогонально сопряженных линий |
=== Пары изогонально сопряженных линий === |
||
* Образ прямой при ''изогональном сопряжении'' — [[коническое сечение|коника]], описанная около треугольника. В частности, ''изогонально сопряжены'' бесконечно удалённая прямая и [[описанная окружность]], [[прямая Эйлера]] и [[гипербола Енжабека]], [[ось Брокара]] и [[гипербола Киперта]], линия центров ''вписанной'' и ''описанной'' окружности и [[гипербола Фейербаха]]. |
* Образ прямой при ''изогональном сопряжении'' — [[коническое сечение|коника]], описанная около треугольника. В частности, ''изогонально сопряжены'' бесконечно удалённая прямая и [[описанная окружность]], [[прямая Эйлера]] и [[гипербола Енжабека]], [[ось Брокара]] и [[гипербола Киперта]], линия центров ''вписанной'' и ''описанной'' окружности и [[гипербола Фейербаха]]. |
||
* Если ''коника'' <math>\alpha</math> ''изогонально сопряжена'' прямой <math>l</math>, то [[Трилинейная поляра|трилинейные поляры]] всех точек на <math>\alpha</math> будут проходить через точку, ''изогонально сопряжённую'' трилинейному полюсу <math>l</math>. |
* Если ''коника'' <math>\alpha</math> ''изогонально сопряжена'' прямой <math>l</math>, то [[Трилинейная поляра|трилинейные поляры]] всех точек на <math>\alpha</math> будут проходить через точку, ''изогонально сопряжённую'' трилинейному полюсу <math>l</math>. |
||
Строка 46: | Строка 46: | ||
== Координатная запись == |
== Координатная запись == |
||
В [[Барицентрические координаты|барицентрических координатах]] изогональное сопряжение записывается как: |
В [[Барицентрические координаты|барицентрических координатах]] изогональное сопряжение записывается как: |
||
: <math>(x:y:z)\ \mapsto \left(\frac{a^2}{x}:\frac{b^2}{y}:\frac{c^2}{z}\right) |
: <math>(x:y:z)\ \mapsto \left(\frac{a^2}{x}:\frac{b^2}{y}:\frac{c^2}{z}\right)</math>, |
||
где <math>a</math>, <math>b</math>, <math>c</math> — длины сторон треугольника. В [[Трилинейные координаты|трилинейных координатах]] его запись имеет форму: |
где <math>a</math>, <math>b</math>, <math>c</math> — длины сторон треугольника. В [[Трилинейные координаты|трилинейных координатах]] его запись имеет форму: |
||
: <math>(x:y:z)\ \mapsto (\frac{1}{x}:\frac{1}{y}:\frac{1}{z})</math>, |
: <math>(x:y:z)\ \mapsto (\frac{1}{x}:\frac{1}{y}:\frac{1}{z})</math>, |
||
Строка 61: | Строка 61: | ||
== Примечания == |
== Примечания == |
||
{{примечания}} |
{{примечания}} |
||
== См. также == |
== См. также == |
||
* [[Изотомическое сопряжение]] |
* [[Изотомическое сопряжение]] |
||
[[Категория:Преобразования]] |
[[Категория:Преобразования]] |
Версия от 01:25, 26 июня 2016
Изогона́льное сопряже́ние — геометрическое преобразование, получаемое отражением прямых, соединяющих исходные точки с вершинами заданного треугольника относительно биссектрис углов треугольника.
Определение
Точки и называются изогонально сопряжёнными (устаревшие названия — изогональными, обратными[1]) в треугольнике , если , , . Корректность данного определения можно доказать через теорему Чевы в синусной форме, существует и чисто геометрическое доказательство корректности этого определения. Изогональное сопряжение — преобразование, ставящее точке в соответствие изогонально сопряжённую ей. На всей плоскости за исключением прямых, содержащих стороны треугольника, изогональное сопряжение является взаимно-однозначным отображением.
Свойства
- Изогональное сопряжение оставляет на месте только центры вписанной и вневписанных окружностей.
- Точка, изогонально сопряжённая точке на описанной окружности — бесконечно удалённая. Направление, задаваемое этой точкой, перпендикулярно прямой Симсона исходной точки.
- Если точки , , симметричны точке относительно сторон треугольника, то центр описанной окружности изогонально сопряжён точке .
- Если в треугольник вписан эллипс, то его фокусы изогонально сопряжены.
- Проекции двух изогонально сопряжённых точек на стороны лежат на одной окружности (верно и обратное) [2]. Центр этой окружности — середина отрезка между сопряжёнными точками. Частный случай — окружность девяти точек.
- Последнее означает, что подерные окружности двух изогонально сопряженных точек совпадают. В частности, подерной окружностью ортоцентра и центра описанной окружности является окружность Эйлера. Подерной или педальной окружностью называют описанную окружность подерного треугольника.
- Две точки треугольника изогонально сопряжены тогда и только тогда, когда произведения трех их расстояний до трех сторон треугольника равны [3].
Пары изогонально сопряженных линий
- Образ прямой при изогональном сопряжении — коника, описанная около треугольника. В частности, изогонально сопряжены бесконечно удалённая прямая и описанная окружность, прямая Эйлера и гипербола Енжабека, ось Брокара и гипербола Киперта, линия центров вписанной и описанной окружности и гипербола Фейербаха.
- Если коника изогонально сопряжена прямой , то трилинейные поляры всех точек на будут проходить через точку, изогонально сопряжённую трилинейному полюсу .
- Некоторые известные кубики, например, кубика Томпсона, кубика Дарбу, кубика Нейберга (Thompson cubic, Darboux cubic, Neuberg cubic) изогонально самосопряжены в том смысле, что при изогональном сопряжении всех их точек в треугольнике снова получаются кубики.
Пары изогонально сопряжённых точек
- Центр описанной окружности и ортоцентр.
- Точка пересечения медиан и точка Лемуана (точка пересечения симедиан).
- Точка Жергонна и центр отрицательной гомотетии вписанной и описанной окружности.
- Точка Нагеля и центр положительной гомотетии вписанной и описанной окружности (точка Веррьера).
- Две точки Брока́ра
- Точка Аполлония и точка Торричелли.
- Центр вписанной окружности (инцентр) изогонально сопряжён сам себе.
Координатная запись
В барицентрических координатах изогональное сопряжение записывается как:
- ,
где , , — длины сторон треугольника. В трилинейных координатах его запись имеет форму:
- ,
поэтому они удобны при работе с изогональным сопряжением. В других координатах запись изогонального сопряжения более громоздка.
Вариации и обобщения
Аналогично можно определить изогональное сопряжение относительно многоугольника. Фокусы эллипсов, вписанных в многоугольник, также будут изогонально сопряжены. Однако не для всех точек изогонально сопряжённая точка будет определена: так, в четырёхугольнике геометрическое место точек, для которых изогональное сопряжение определено, есть некоторая кривая третьего порядка; для пятиугольника будет существовать лишь одна пара изогонально сопряжённых точек (фокусы единственного вписанного в него эллипса), а в многоугольниках с бо́льшим числом вершин в общем случае изогонально сопряжённых точек не будет.
Можно определить также изогональное сопряжение в тетраэдре, в трилинейных координатах оно будет записываться аналогично плоскому изогональному сопряжению[4].
Следствия
- Из изогонального сопряжения можно вывести теорему Паскаля.
Примечания
- ↑ Д. Ефремов. Новая геометрия треугольника. Одесса, 1902
- ↑ Зетель С.И. Новая геометрия треугольника. Пособие для учителей. 2-е издание.. — М.: Учпедгиз, 1962. — С. 97, п. 80.
- ↑ Зетель С.И. Новая геометрия треугольника. Пособие для учителей. 2-е издание.. — М.: Учпедгиз, 1962. — С. 97, п. 80.
- ↑ Изогональное сопряжение в тетраэдре и его гранях