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Kiepert 雙曲線


Kiepert 雙曲線是一個雙曲線和三角形圓錐曲線,它與勒穆瓦納問題的解及其推廣到在給定三角形的邊上構造等腰三角形有關。

構造的三角形的頂點在三線座標中由下式給出

A^'=-sinphi:sin(C+phi):sin(B+phi)
(1)
B^'=sin(C+phi):-sinphi:sin(A+phi)
(2)
C^'=sin(B+phi):sin(A+phi):-sinphi,
(3)

其中 phi等腰三角形的底

Kiepert (1869) 表明,連線給定三角形的頂點和相應的等腰三角形的頂點的直線共點。 交點的三線座標

 sin(B+phi)sin(C+phi):sin(C+phi)sin(A+phi):sin(A+phi)sin(B+phi).
(4)

當底變化時,該點的軌跡由具有三線座標的曲線給出

 (sin(B-C))/alpha+(sin(C-A))/beta+(sin(A-B))/gamma=0,
(5)

或等價地

 (bc(b^2-c^2))/alpha+(ca(c^2-a^2))/beta+(ab(a^2-b^2))/gamma=0
(6)

(Kimberling 1998, p. 237)。 這條曲線是一個直角雙曲線,稱為 Kiepert 雙曲線。

KiepertHyperbola

Kiepert 中心Kimberling 中心 X_(115),它具有等價的三角形中心函式

alpha_(115)=((b^2-c^2)^2)/a
(7)
alpha_(115)=asin^2(B-C)
(8)

(Kimberling 1998, p. 86)。

Kiepert 雙曲線透過 Kimberling 中心 X_i,對於 i=2,(三角形重心),4 (垂心),10 (Spieker 中心;即,DeltaABC中點三角形內心; Eddy 和 Fritsch 1994),13 (第一費馬點),14 (第二費馬點),17 (第一拿破崙點),18 (第二拿破崙點),76 (第三布羅卡點),83 (等角共軛點布羅卡中點; Eddy 和 Fritsch 1994),94, 96, 98 (塔裡點),226, 262, 275, 321, 485 (外 Vecten 點),486 (內 Vecten 點),598, 671, 801, 1029, 1131, 1132, 1139 (內五邊形點),1140 (外五邊形點),1327, 1328, 1446, 1676, 1677, 1751, 1916, 2009, 2010, 2051, 2052, 2394, 2592, 2593, 2671 (第一黃金 Arbelos 點), 2672 (第二黃金 Arbelos 點), 2986, 和 2996

下表總結了這些點的子集及其對應的角 phi (Eddy 和 Fritsch 1994, p. 193; Kimberling 1998, pp. 176-178 和 237)。 這裡,omega布羅卡角

KiepertHyperbolaMedialTriangle

Eddy 和 Fritsch (1994) 也表明 Kiepert 雙曲線透過Spieker 中心

Kiepert 雙曲線的漸近線布羅卡軸外接圓的交點的西姆森線

Kiepert 雙曲線的等角共軛布羅卡軸,而等張共軛是透過三角形重心 G外心 K 的直線 GK

三線座標寫成

 alpha_i=d_is_i,
(9)

其中 d_i 是到長度為 s_i 的邊 alpha_i 對邊的距離,並使用點到線距離公式,其中 (x_0,y_0) 寫成 (x,y),

 d_i=(|((y_(i+2)-y_(i+1))(x-x_(i+1)))/(s_i)|-(x_(i+2)-x_(i+1))(y-y_(i+1)))/(s_i),
(10)

其中 y_4=y_1y_5=y_2 給出公式

sum_(i=1)^(3)s_(i+1)s_(i+2)(s_(i+1)^2-s_(i+2)^2)(s_i)/((y_(i+2)-y_(i+1))(x-x_(i+1))-(x_(i+2)-x_(i+1))(y-y_(i+1)))=0
(11)
sum_(i=1)^(3)((s_(i+1)^2-s_(i+2)^2))/((y_(i+2)-y_(i+1))(x-x_(i+1))-(x_(i+2)-x_(i+1))(y-y_(i+1)))=0.
(12)

將此方程化為公分母,然後得到關於 xy 的二次方程,這是一個圓錐曲線(實際上是一個雙曲線)。 該曲線也可以寫成 csc(A+t):csc(B+t):csc(C+t),當 t[-pi/4,pi/4] 上變化時。


另請參閱

布羅卡角, 布羅卡軸, 布羅卡點, 外接圓, 費馬點, 等角共軛點, 等腰三角形, Kiepert 對徑點, Kiepert 中心, Kiepert 拋物線, 勒穆瓦納問題, 九點圓, 垂心, 西姆森線, 三角形重心

在 中探索

參考文獻

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在 上被引用

Kiepert 雙曲線

請這樣引用

Weisstein, Eric W. "Kiepert Hyperbola." 來自 --一個 Wolfram 網路資源。 https://mathworld.tw/KiepertHyperbola.html

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