多边形的等角共轭点的简单介绍

 时间:2024-10-13 21:15:11

等角共轭点是中等几何里面一个比较重要的概念,是联系初等几何与高等几何的桥梁,是联系二次曲线与多边形的阶梯! 下面,就捡最简单的一部分,介绍给大家!

多边形的等角共轭点的简单介绍

工具/原料

电脑

互联网

z+z超级画板(或几何画板)

Mathematica

定义

1、 先来看一下怎么绘制对称点。 要作某个特定的点X关于直线l的对称点Y,方法很简单: 在直线l上缨祢继泐任取两个点M、N;以M为圆心,MX为半径作圆M;以N为圆心,NX为半径作圆N;那么圆M和圆N相交的另一个点是Y。 但是,当用鼠标拖动点X到直线的另一侧,它的对称点Y会与X重合。所以说,这个方法作出的对称点是不完备的。 那么怎么作图是完备的呢?这其实在几何画板里面有内置工具: 用鼠标左键快速双击直线l,再选中点X,“变换”——“反射”,这个反射点就是X关于l的对称点。

多边形的等角共轭点的简单介绍
多边形的等角共轭点的简单介绍

2、 三角形情形 给定△PQR,以及所在平面上的两个点E、F,豹肉钕舞设△PQR的内心为O。如果E、F同时满足三个条件:PO是∠E霸烹钟爷PF的平分线,QO是∠EQF的平分线,RO是∠ERF的平分线;那么,E和F关于△PQR互为等角共轭点,F称为E关于△PQR的等角共轭点。 作图方法: 作E关于PO的对称点E''; 作E关于QO的对称点E'; 连结并延长线段PE''和QE',交于F; 可以证明,∠ERO=∠FRO。 事实上,平面上几乎所有的点,都存在唯一的关于三角形的等角共轭点,除了下面这些点:三角形外接圆上的点、三角形三条边所在直线上的点。 如图,三角形外接圆上的点(三角形三个顶点除外)的等角共轭点是无限远点,图中的三条蓝色虚线是平行的。 把这个保存为自定义工具“三角形等角共轭点”: 先作出△ABC以及一对等角共轭点E、F,把辅助图形隐藏起来; 再选中△ABC以及等角共轭点E、F,然后看动态图“自定义工具三角形等角共轭点”。

多边形的等角共轭点的简单介绍
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3、 五边形情形 关于五边形,平面上最多只有一对点互为等角共轭点,它们是与五边形的五条边所在的直线都相切的椭圆(或者双曲线)的两个焦点;换言之,如果不存在与五边形的五条边所在的直线都相切的有心二次曲线,那么,平面上任意点都没有关于这个五边形的等角共轭点。 举个例子,如图: 给出一个凸五边形; 构造凸五边形的内切椭圆(这是唯一的); 确定椭圆中心; 再确定椭圆的对称轴; 以椭圆短轴端点为圆心、长半轴为半径作圆,与长轴交于F1、F2。 这里,F1、F2既是椭圆的焦点,又是凸五边形在这个平面上唯一的一对等角共轭点。

多边形的等角共轭点的简单介绍

探究

1、 三角形任意一对等角共轭点在三边所在直线上的投影(共计六个点)共圆。 这个命题及其逆命题,对于任意多边形也都成立——若一个点在n边形(n≥4)的n条边所在直线上的投影共圆,那么,这个点必定存在关于这个n边形的等角共轭点。

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2、 三角形的不同的中心的等角共轭点是什么? 内心的等角共轭点是内心; 垂心和外心互为等角共轭点; 重心的等角共轭点是图中的红点。

多边形的等角共轭点的简单介绍

引申

1、 给定△PQR,设E是曲线∑上的自由点,E关于△PQR的等角共轭点是F,让E遍历曲线∑,F的轨迹是Ω。那么,∑和Ω关于△PQR互为等角共轭(形),∑关于△PQR的等角共轭(形)是Ω。 用几何画板实际操作,可以发现: 三角形内切圆的等角共轭形是一个不规则的三尖内摆线,而且三个尖恰位于三角形的三个顶点上; 三角形内切圆的同心圆的等角共轭形是一系列不规则的内摆线,图形比较奇异; 三角形九点圆的等角共轭形是一个不规则的变异三尖内摆线,而且也包含了三角形的三个顶点;

多边形的等角共轭点的简单介绍
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2、 过三角形内心的直线的等角共轭形好像是一条双曲线; 圆的外接圆的切线的等角共轭形好像是一条抛物线(毕竟,切点的等角共轭点在无穷远点); 如果直线与三角形的外切圆相离,那么它的等角共轭形应该是椭圆。 这些我都没有严格证明,算不得真。大家如果想要引用这里的结论,请自己先进行证明!

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