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Brocard 点


BrocardPoints

第一 Brocard 点 是三角形 DeltaABC 的内部点 Omega(也记作 tau_1Z_1),其中点以逆时针顺序标记,使得角 ∠OmegaAB∠OmegaBC∠OmegaCA 相等,且唯一的这样的角记为 omega。它不是一个三角形中心,但具有三线坐标

 c/b:a/c:b/a
(1)

(Kimberling 1998, p. 47)。

请注意,在查阅文献时需要格外小心,因为反转三角形顶点的标记顺序会导致 Brocard 点的交换。

第二 Brocard 点 是内部点 Omega^'(也记作 tau_2Z_2),使得角 ∠Omega^'AC∠Omega^'CB∠Omega^'BA 相等,且唯一的这样的角记为 omega^'。它不是一个三角形中心,但具有三线坐标

 b/c:c/a:a/b
(2)

(Kimberling 1998, p. 47)。

此外,两个角 omega=omega^' 相等,并且这个角被称为Brocard 角

omega=∠OmegaAB=∠OmegaBC=∠OmegaCA
(3)
=∠Omega^'AC=∠Omega^'CB=∠Omega^'BA.
(4)

前两个 Brocard 点是等角共轭点(Johnson 1929, p. 266)。它们由法国陆军军官 Henri Brocard 于 1875 年描述,尽管 Jacobi 曾在此之前进行过研究,而 Crelle 在 1816 年也研究过(Wells 1991;Honsberger 1995, p. 98)。它们满足

 OmegaO=Omega^'O=Rsqrt((a^4+b^4+c^4)/(a^2b^2+a^2c^2+b^2c^2)-1),
(5)

其中 O外心R外接圆半径,并且 ∠OmegaOOmega^'=2omega,其中 O外心omegaBrocard 角(Honsberger 1995, p. 106)。

通常的说法(Bernhart 1959;Wells 1991, pp. 21-22;Marshall et al. 2005)归因于 Brocard,以回应 Edouard Lucas 在 1877 年提出的问题,即如果三只狗从三角形的顶点出发,并以恒定速度追逐它们的左邻或右邻,则三只狗将在 OmegaOmega^' 处相遇,这是不正确的。通过考虑一个接近共线的等腰三角形 可以看出这一点,并注意到其中两只狗需要比另一只狗走得远得多,因此不可能以相同的速度行进(参见 Peterson 2001,Nester),以便在点 OmegaOmega^' 之一处与其他两只狗相遇。

BrocardCentroidLemoine

一条 Brocard 线、一条三角形中线 和一条交心线(每种线中取一条)是共点的,其中 AOmegaCKBG 交于一点,其中 G三角形重心K交心点。类似地,AOmega^'BGCK 交于一点,该点是第一个点的等角共轭点(Johnson 1929, pp. 268-269;Honsberger 1995, pp. 121-124)。

BrocardPointsCircle

C_(BC) 是通过顶点 BC 并与直线 ACC相切,对于 C_(AB)C_(BC) 也是如此。那么 C_(AB)C_(BC)C_(AC) 在第一 Brocard 点 Omega相交。类似地,设 C_(BC)^' 是通过顶点 BC 并与直线 ABB相切,对于 C_(AB)^'C_(AC)^' 也是如此。那么 C_(AB)^'C_(BC)^'C_(AC)^' 在第二 Brocard 点 Omega^'相交(Johnson 1929, pp. 264-265;Honsberger 1995, pp. 99-100)。

BrocardPointsPedal

垂足三角形 OmegaOmega^' 是全等的,并且与三角形 DeltaABC 相似(Johnson 1929, p. 269)。涉及 Brocard 点的长度包括

 OOmega^_=OOmega^'^_=Rsqrt(1-4sin^2omega)
(6)
 OmegaOmega^'^_=2Rsinomegasqrt(1-4sin^2omega).
(7)
BrocardCircumTriangles

将线段 AOmegaBOmegaCOmega 延伸到 DeltaABC外接圆以形成 DeltaC^'A^'B^',并将线段 AOmega^'BOmega^'COmega^' 延伸以形成 DeltaB^('')C^('')A^('')。那么 DeltaA^'B^'C^'DeltaA^('')B^('')C^('')DeltaABC 全等(Honsberger 1995, pp. 104-106)。

第三 Brocard 点 通过三角形中心函数与给定的三角形相关

 alpha=a^(-3)
(8)

(Casey 1893, Kimberling 1994),并且是Kimberling 中心 X_(76)。第三 Brocard 点 Omega^('')(或 tau_3Z_3)与Spieker 中心以及其三角形内心等张共轭点共线


另请参阅

Brocard 角Brocard 中点Brocard 三角形等 Brocard 中心第一 Brocard 点老鼠问题追逐曲线第二 Brocard 点第三 Brocard 点Yff 点

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参考文献

Bernhart, A. "Polygons of Pursuit." Scripta Math. 24, 23-50, 1959.Casey, J. A Treatise on the Analytical Geometry of the Point, Line, Circle, and Conic Sections, Containing an Account of Its Most Recent Extensions, with Numerous Examples, 2nd ed., rev. enl. Dublin: Hodges, Figgis, & Co., p. 66, 1893.Coolidge, J. L. "The Brocard Figures." §1.5 in A Treatise on the Geometry of the Circle and Sphere. New York: Chelsea, pp. 60-84, 1971.Emmerich, A. Die Brocardschen Gebilde und ihre Beziehungen zu den verwandten merkwürdigen Punkten und Kreisen des Dreiecks. Berlin: Reimer, 1891.Gallatly, W. "The Brocard Points." §130 in The Modern Geometry of the Triangle, 2nd ed. London: Hodgson, p. 94, 1913.Honsberger, R. "The Brocard Points." Ch. 10 in Episodes in Nineteenth and Twentieth Century Euclidean Geometry. Washington, DC: Math. Assoc. Amer., pp. 98-124, 1995.Johnson, R. A. Modern Geometry: An Elementary Treatise on the Geometry of the Triangle and the Circle. Boston, MA: Houghton Mifflin, pp. 263-286, 1929.Kimberling, C. "Central Points and Central Lines in the Plane of a Triangle." Math. Mag. 67, 163-187, 1994.Kimberling, C. "Triangle Centers and Central Triangles." Congr. Numer. 129, 1-295, 1998.Kimberling, C. "Encyclopedia of Triangle Centers: X(76)=3rd Brocard Point." http://faculty.evansville.edu/ck6/encyclopedia/ETC.html#X76.Lachlan, R. An Elementary Treatise on Modern Pure Geometry. London: Macmillian, pp. 65-66 and 79-80, 1893.Lemoine, É. "Propriétés relatives a deux points Omega, Omega^' du plan d'un triangle ABC qui se déduisent d'un point K quelconque di plan comme les points de Brocard de déduisent du point de Lemoine." Mathesis 6, Suppl. 3, 1-22, 1886.Marshall, J. A.; Broucke, M. E.; and Francis, B. A. "Pursuit Formations of Unicycles." Automata 41, 3-12, 2005. http://www.control.toronto.edu/~marshall/docs/MarBroFra-Auto-4141-final.pdf.Nester, D. "Mathematics Seminar: Beetle Centers of Triangles." http://www.bluffton.edu/mat/dept/seminar_docs/BeetleCenters/.PandD Software. "De punten van Brocard." http://www.pandd.demon.nl/brocard.htm.Peterson, I. "MathTrek: Pursuing Pursuit Curves." Jul. 16, 2001. http://www.maa.org/mathland/mathtrek_7_16_01.html.Stroeker, R. J. "Brocard Points, Circulant Matrices, and Descartes' Folium." Math. Mag. 61, 172-187, 1988.Wells, D. The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Geometry. London: Penguin, pp. 21-22, 1991.

在 Wolfram|Alpha 上被引用

Brocard 点

请引用为

Weisstein, Eric W. "Brocard 点。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/BrocardPoints.html

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