Циркумконический и инконический - Circumconic and inconic

В треугольник геометрия, а циркумконический это коническая секция что проходит через три вершины треугольника,^[1] и инконический это коническое сечение вписанный по бокам, возможно расширенный, треугольника.^[2]

Предполагать А, Б, В - различные неколлинеарные точки, и пусть ΔABC обозначим треугольник, вершины которого А, Б, В. Следуя общей практике, А обозначает не только вершину, но и угол BAC в вершине А, и аналогично для B и C как углы в ΔABC. Позволять а = |до н.э|, б = |CA|, c = |AB|, стороны ΔABC.

В трилинейные координаты, то общий циркумконический геометрическое место переменной точки Икс = Икс : у : z удовлетворяющий уравнению

uyz + vzx + wxy = 0,

в какой-то момент u: v: w. В изогональный конъюгат каждой точки Икс на циркум-коническом, кроме А, Б, В, это точка на линии

ux + vy + wz = 0.

Эта линия пересекает описанную окружность ΔABC в 0,1 или 2 точках в зависимости от того, является ли описанная конусом эллипсом, параболой или гиперболой.

В общий инконический касается трех сторон ΔABC и задается уравнением

ты²Икс² + v²у² + ш²z² − 2vwyz − 2Wuzx − 2uvxy = 0.

Центры и касательные

Круговой

Центр общей циркумконики - это точка

ты(−au + bv + cw) : v(au − bv + cw) : ш(au + bv − cw).

Прямые, касательные к общей окружной конусе в вершинах А, Б, В являются, соответственно,

wv + vz = 0,

uz + wx = 0,

vx + uy = 0.

Инконик

Центром общего инконика является точка

cv + bw : aw + cu : bu + av.

Касательные к общему инконику - это боковые стороны ΔABC, задаваемый уравнениями Икс = 0, у = 0, z = 0.

Другие свойства

Круговой

• Каждая некруглая описанная конусом пересекает описанную окружность ΔABC в точке, отличной от A, B и C, часто называемой четвертая точка пересечения, данный трилинейные координаты

(сх − az)(ай − bx) : (ай − bx)(bz − Сай) : (bz − Сай)(сх − az)

• Если P = p: q: r является точкой на общей описанной конике, то касательная к конике в точке п дан кем-то

(vr + wq)Икс + (WP + ур)у + (uq + вице-президент)z = 0.

• Общая циркумконика сводится к парабола если и только если

ты²а² + v²б² + ш²c² − 2vwbc − 2Wuca − 2Уваб = 0,

и к прямоугольная гипербола если и только если

ты потому что A + v потому что Ч + Ш потому что C = 0.

• Из всех треугольников, вписанных в данный эллипс, центроид одного с наибольшей площадью совпадает с центром эллипса.^{[3]:стр.147} Данный эллипс, проходящий через три вершины этого треугольника и с центром в центре тяжести треугольника, называется треугольником. Круговорот Штейнера.

Инконик

• Общий инконик сводится к парабола если и только если

ubc + vca + wab = 0,

в этом случае он касается снаружи одной из сторон треугольника и касается расширения двух других сторон.

• Предположим, что п₁ : q₁ : р₁ и п₂ : q₂ : р₂ - различные точки, и пусть

Икс = (п₁ + п₂т) : (q₁ + q₂т) : (р₁ + р₂т).

В качестве параметра т простирается через действительные числа, место Икс это линия. Определять

Икс² = (п₁ + п₂т)² : (q₁ + q₂т)² : (р₁ + р₂т)².

Локус Икс² инконический, обязательно эллипс, задаваемый уравнением

L⁴Икс² + M⁴у² + N⁴z² − 2M²N²yz − 2N²L²zx − 2L²M²ху = 0,

куда

L = q₁р₂ − р₁q₂,

M = р₁п₂ − п₁р₂,

N = п₁q₂ − q₁п₂.

• Точка внутри треугольника является центром эллипса треугольника тогда и только тогда, когда точка лежит внутри треугольника, вершины которого лежат в серединах сторон исходного треугольника.^{[3]:стр.139} Для данной точки внутри этого средний треугольник, инэллипс с центром в этой точке уникален.^{[3]:стр.142}
• Инэллипс с наибольшей площадью - это Штайнер инеллипс, также называемый средней точкой эллипса, с центром в точке треугольника центроид.^{[3]:стр.145} В общем, отношение площади эллипса к площади треугольника в единицах суммы барицентрические координаты ${\displaystyle (\alpha ,\beta ,\gamma )}$ центра инеллипса, является^{[3]:стр.143}

${\displaystyle {\frac {\text{Area of inellipse}}{\text{Area of triangle}}}=\pi {\sqrt {(1-2\alpha )(1-2\beta )(1-2\gamma )}},}$

который максимизируется барицентрическими координатами центроида ${\displaystyle \alpha =\beta =\gamma =1/3.}$

• Прямые, соединяющие точки касания любого эллипса треугольника с противоположными вершинами треугольника, совпадают.^{[3]:стр.148}

Продление на четырехугольники

Все центры эллипсов данного четырехугольник попадают на отрезок линии, соединяющий середины диагонали четырехугольника.^{[3]:стр.136}

Примеры

• Circumconics
  • По кругу, уникальный круг который проходит через три вершины треугольника
  • Круговорот Штейнера, уникальный эллипс, который проходит через три вершины треугольника и с центром в вершине треугольника. центроид
  • Гипербола Киперта, единственная коника, которая проходит через три вершины треугольника, его центр тяжести и ортоцентр
  • Jeřábek гипербола, а прямоугольная гипербола с центром в треугольнике круг из девяти точек и проходя через три вершины треугольника, а также его центр окружности, ортоцентр и другие известные центры
  • Гипербола Фейербаха, прямоугольная гипербола, проходящая через ортоцентр треугольника, Точка Нагеля, и различные другие примечательные точки, и имеет центр на круге из девяти точек.
• Инконикс
  • Incircle, уникальный круг, касающийся изнутри трех сторон треугольника
  • Штайнер инеллипс, уникальный эллипс, который касается трех сторон треугольника в их серединах.
  • Мандарт инеллипс, единственный касательный эллипс к сторонам треугольника в точках контакта его вне окружности
  • Парабола Киперта
  • Yff парабола

Рекомендации

1. Weisstein, Eric W. Circumconic. Материал из MathWorld - веб-ресурса Wolfram. http://mathworld.wolfram.com/Circumconic.html
2. Вайсштейн, Эрик В. «Инконик». Материал из MathWorld - веб-ресурса Wolfram. http://mathworld.wolfram.com/Inconic.html
3. Чакериан Г. Д. "Искаженное представление о геометрии". Гл. 7 дюйм Математические сливы (Р. Хонсбергер, редактор). Вашингтон, округ Колумбия: Математическая ассоциация Америки, 1979.

внешняя ссылка

• Круговой в MathWorld
• Инконик в MathWorld