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蝴蝶定理


ButterflyTheorem

給定圓的一條 PQ,畫出另外兩條穿過其中點 ABCD。將 ADBC 的交點稱為 PQ XY。那麼 M 也是 XY中點。這個定理有很多證明方法,包括 W. G. Horner、Johnson (1929, p. 78) 和 Coxeter (1987, pp. 78 和 144) 的證明。後者簡潔的證明採用了射影幾何

以下證明由 Coxeter 和 Greitzer (1967, p. 46) 給出。在右圖中,從 XYAB 作垂線 x_1y_1,並從 XYCD 作垂線 x_2Y_2。記 a=PM=MQx=XMy=MY,然後注意到根據相似三角形

 x/y=(x_1)/(y_1)=(x_2)/(y_2)
(1)
 (x_1)/(y_2)=(AX)/(CY)
(2)
 (x_2)/(y_1)=(XD)/(YB),
(3)

因此

(x^2)/(y^2)=(x_1)/(y_1)(x_2)/(y_2)=(x_1)/(y_2)(x_2)/(y_1)=(AX·XD)/(CY·YB)=(PX·XQ)/(PY·YQ)
(4)
=((a-x)(a+x))/((a+y)(a-y))=(a^2-x^2)/(a^2-y^2)=(a^2)/(a^2)=1,
(5)

因此 x=y。 證畢 (Q.E.D.)


另請參閱

蝴蝶突變, 蝴蝶曲線, 蝴蝶效應, 蝴蝶函式, 蝴蝶圖, 蝴蝶引理, 蝴蝶多邊形, , , 圓內接四邊形, 中點, 四邊形

使用 探索

參考文獻

Bogomolny, A. "蝴蝶定理。" http://www.cut-the-knot.org/pythagoras/Butterfly.shtml.Bogomolny, A. "一個更好的蝴蝶定理。" http://www.cut-the-knot.org/pythagoras/BetterButterfly.shtml.Bogomolny, A. "兩個蝴蝶定理。" http://www.cut-the-knot.org/pythagoras/BetterButterfly.shtml.Coxeter, H. S. M. 射影幾何,第二版 紐約: 施普林格出版社, pp. 78 和 144, 1987.Coxeter, H. S. M. 和 Greitzer, S. L. "蝴蝶定理。" §2.8 in 幾何再探。 華盛頓特區: 美國數學協會, pp. 45-46, 1967.Johnson, R. A. 現代幾何:三角形和圓的幾何學基礎論著。 波士頓, 馬薩諸塞州: 霍頓·米夫林出版社, p. 78, 1929.

在 中被引用

蝴蝶定理

引用為

Weisstein, Eric W. "蝴蝶定理。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/ButterflyTheorem.html

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