主题
Search

圆幂


PowerCircle

固定点 A 相对于半径为 r,圆心为 O 定义为乘积

 p=AP×AQ,
(1)

其中 PQ 是通过 A 的直线与圆的交点。“幂”这个术语最初由雅各布·斯坦纳 (Jacob Steiner) 以这种方式使用 (Steiner 1826; Coxeter and Greitzer 1967, p. 30)。令人惊讶的是,p (有时写为 k^2) 独立于 直线 APQ 的选择 (Coxeter 1969, p. 81)。

PowerExternal

现在考虑一个点 P,不一定在圆周上。如果 d=OPP 与圆心 O 之间的距离,那么点 P 相对于圆的幂为

 p=d^2-r^2.
(2)

如果 P外,则其幂为,且等于从 P 到通过 P的切线 Q 的线段 PQ 的长度的平方,

 p=PQ^2=d^2-r^2.
(3)

如果 OP 沿着 x,那么 Q 所在的圆的角度 theta 由解以下方程给出

 [(d-costheta)^2+sin^2theta]+1=d^2
(4)

得到 theta,给出

 theta=+/-sec^(-1)(d/r)
(5)

对于坐标

 (x,y)=r(+/-1/d,sqrt((d^2-1)/(d^2))).
(6)

如果 PP^' 满足以下条件,则它们是关于反演圆反演点,也称为极倒点,

 OP·OP^'=OQ^2=r^2
(7)

(Wenninger 1983, p. 2)。

如果 P内,则幂为,且等于通过 P直径的乘积。

半径为 rho,圆心相对于参考三角形的顶点具有三线坐标 alpha:beta:gamma 的圆的幂为

p_A=(b^2c^2(beta^2+gamma^2+2betagammacosA))/((aalpha+bbeta+cgamma)^2)-rho^2
(8)
p_B=(a^2c^2(alpha^2+gamma^2+2alphagammacosB))/((aalpha+bbeta+cgamma)^2)-rho^2
(9)
p_C=(a^2b^2(alpha^2+beta^2+2alphabetacosC))/((aalpha+bbeta+cgamma)^2)-rho^2
(10)

(P. Moses, 私人交流, 1月 26, 2005)。 这种圆的圆函数然后由下式给出

 l=-(p_A)/(bc).
(11)

关于半径为 r 的固定,具有 k 的点的轨迹是一个半径为 sqrt(r^2+k)同心弦定理指出,对于两个给定的非同心,具有相等的点的轨迹是一条称为根轴(或弦线)的直线 (Dörrie 1965)。


另请参阅

, 弦定理, 圆函数, 共轴圆, 反演点, 反演圆, 反演半径, 反演距离, 根轴, 三角形幂

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Coxeter, H. S. M. 几何学导论,第 2 版。 New York: Wiley, 1969.Coxeter, H. S. M. 和 Greitzer, S. L. "关于圆的点的幂。" §2.1 in 几何再探。 Washington, DC: Math. Assoc. Amer., pp. 27-31, 1967.Darboux, J. "关于 Cyclides 曲面的回忆录。" Ann. l'École Normale sup. 1, 273-292, 1872.Dixon, R. 数学图形。 New York: Dover, p. 68, 1991.Dörrie, H. 初等数学的 100 个伟大问题:其历史和解答。 New York: Dover, p. 153, 1965.Johnson, R. A. 现代几何:关于三角形和圆的几何的初等论文。 Boston, MA: Houghton Mifflin, pp. 28-34, 1929.Jurgensen, R. C.; Donnelly, A. J.; 和 Dolciani, M. P. Th. 42 in 现代几何:结构与方法。 Boston, MA: Houghton-Mifflin, 1963.Lachlan, R. "关于圆的点的幂。" §300-303 in 现代纯几何初等论文。 London: Macmillian, pp. 183-185, 1893.Pedoe, D. 圆:数学视角,修订版。 Washington, DC: Math. Assoc. Amer., pp. xxii-xxiv, 1995.Steiner, J. "一些几何思考。" J. reine angew. Math. 1, 161-184, 1826.Wenninger, M. J. 对偶模型。 Cambridge, England: Cambridge University Press, 1983.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

圆幂

引用为

Eric W. Weisstein “圆幂。” 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/CirclePower.html

主题分类