多边形的等角共轭点的简单介绍
来源:网络收集 点击: 时间:2024-02-23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。


三角形情形
给定△PQR,以及所在平面上的两个点E、F,设△PQR的内心为O。如果E、F同时满足三个条件:PO是∠EPF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”。



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。

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。

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。

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;



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!


四边形的等角共轭点,一般指的是与四边相切的椭圆或双曲线的焦点,比较难,这里不予介绍。
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