Ортополюс
Ортополюс системы, состоящей из треугольника ABC и линии ℓ в данной плоскости, является точкой, определяемой следующим образом.[1]. Пусть A ′, B ′, C ′ — основания перпендикуляров, проведенных к прямой ℓ из вершин треугольника соответственно A, B, C. Пусть A ′′, B ′′, C ′′ — основания перпендикуляров, проведенных к соответствующим противоположным сторонам A, B, C указанного треугольника или к продолжениям этих сторон. Тогда три прямые линии A ′ A ′′, B ′ B ′′, C ′ C ′′, пересекутся в одной точке — в ортополюсе H.[2] Благодаря своим многочисленным свойствам[3] ортополюсы стали предметом серьезного изучения [4]. Изучались некоторые ключевые понятия — определение линий, имеющих данный ортополюс [5] и ортополюсные окружности.[6]
Свойства
Ортополюс и ортоцентр
- Если прямая ℓ ортополюса P проходит через ортоцентр Q треугольника, то точка, расположенная на продолжении отрезка PQ, соединяющего ортополюс с ортоцентром, по другую сторону на расстоянии, равном PQ, лежит на окружности Эйлера этого треугольника.[7]
- Ортоцентр Q треугольника является ортополюсом его сторон относительно самого треугольника.[8]
Ортополюс как радикальный центр
- Ортополюс P прямой линии ℓ треугольника является радикальным центром трех окружностей, которые касаются прямой линии ℓ и имеют центры в вершинах антидополнительного треугольника по отношению к данному треугольнику.[9]
Ортополюс и описанная окружность
- Если прямая ℓ ортополюса проходит через центр описанной окружности треугольника, то сам ортополюс лежит на окружности Эйлера этого треугольника.[3] [10]
- Из последнего свойства следует, что для данного треугольника геометрическим местом точек - всех ортополюсов P всех прямых ℓ, проходящих через центр описанной окружности треугольника, является окружность Эйлера этого треугольника.
- Если прямая ℓ ортополюса пересекает описанную окружность треугольника в двух точках P и Q, то сам ортополюс лежит на пересечении двух прямых Симсона двух последних точек P и Q.[11]
- Для данного треугольника геометрическим местом точек - всех ортополюсов P всех прямых ℓ, проходящих через фиксированную точку, лежащую на описанной окружности треугольника, является прямая (отрезок).
Ортополюс и прямая Симсона
- Если ортополюс лежит на прямой Симсона, то его линия ℓ перпендикулярна ей.[3]
- Если прямая ℓ ортополюса является прямой Симсона точки P, то точка P называется полюсом прямой Симсона ℓ[3]
Ортополюсы параллельных прямых
Ортополюсы троек вершин четырехугольника
Если задана фиксированная прямая линия ℓ, и выбрана любая из трех вершин четырехугольника, то все ортополюсы данной прямой линии ℓ относительно всех таких треугольников лежат на одной прямой. Эта линия называется ортополярной линией данной линии ℓ относительно четырехугольника.[13]
Коника (эллипс), порожденная ортополюсами
- Известно (см. [14][15]), что нахождение для данного фиксированного треугольника всех ортополюсов для всех прямых , проходящих через неподвижную точку , порождает конику, которая всегда является эллипсом, касательным в 3 точках к дельтоиде Штейнера данного треугольника. Коника вырождается в прямую (отрезок), когда точка находится на описанной окружности треугольника . Эта коника обобщает свойство, обсуждаемое в статье [16], согласно которому для точки , совпадающей с центром описанной окружности треугольника, коника становится окружностью Эйлера [17]
- Замечание. В данной статье в параграфе "Ортополюс и описанная окружность" упомянутое выше свойство звучит так:
- Если прямая ℓ ортополюса проходит через центр описанной окружности треугольника, то сам ортополюс лежит на окружности Эйлера этого треугольника.[3][18]
Точки Фейербаха , как ортополюсы
В англоязычной литературе 4 центра 4 окружностей: 1 вписанной и 3 вневписанных окружностей с центрами соответственно , касающиеся соответственно 3 разных сторон треугольника или их продолжений, - называют 4 трехкасательными центрами треугольника (the tritangent centers) [19]. Это замечание важно для следующего утверждения.
Точки Фейербаха треугольника являются ортополюсами данного треугольника, если в качестве прямых ℓ для этих ортополюсов взяты диаметры описанной окружности, проходящие через соответствующие трехкасательные центры [20]. Последнее утверждение есть следствие утверждения, указанного ниже.
Точка Фейербаха для данной вписанной или вневписанной окружности (трехкасательная окружность - по-английски "a tritangent circle ") является точкой пересечения 2 прямых Симсона, построенных для концов диаметра описанной окружности, проходящего через соответствующий центр вписанной или вневписанной окружности. Таким образом, точки Фейербаха могут быть построена без использования соответствующей вписанной или вневписанной окружности и касающейся ее окружности Эйлера[21].
История
Ортополюс был открыт математиком М. Сунсом (M. Soons) в 1886-м году в статье на с. 57 в бельгийском научном журнале по элементарной математике Mathesis (journal), основанным в 1881 году Полем Мансионом (Paul Mansion) и Жозефом Жаном Батистом Нойбергом (Joseph Jean Baptiste Neuberg), а сам термин ортополюс (orthopole) предложен упомянутым Нойбергом в журнале "Mathesis" за 1911-й год на с. 244 согласно источникам[22],[23]
См. также
Ссылки
- MathWorld: Orthopole .
- https://www.jstage.jst.go.jp/article/tmj1911/27/0/27_0_77/_pdf
- The Orthopole (21 January 2017).
- "The Orthopole Loci of Some One-Parameter Systems of Lines Referred to a Fixed Triangle" Author(s): O. J. Ramler The American Mathematical Monthly, Vol. 37, No. 3 (Mar., 1930), pp. 130–136 Published by: Mathematical Association of America Stable URL: https://www.jstor.org/stable/2299415
- "The Projective Theory of Orthopoles", Sister Mary Cordia Karl, The American Mathematical Monthly, Vol. 39, No. 6 (June–July, 1932), pp. 327–338 Published by: Mathematical Association of America Stable URL: https://www.jstor.org/stable/2300757
- Goormaghtigh, R. (1 December 1946). “1936. The orthopole”. The Mathematical Gazette. 30 (292): 293. DOI:10.2307/3610737. JSTOR 3610737 – via Cambridge Core.
- College Geometry: An Introduction to the Modern Geometry of the Triangle and the Circle. Nathan Altshiller-Court. Mineola, New York: Dover Publication, Inc., 2012. - §G. The Orthopole. §699. Theorem. Fig. 156. P. 290-291.
- College Geometry: An Introduction to the Modern Geometry of the Triangle and the Circle. Nathan Altshiller-Court. Mineola, New York: Dover Publication, Inc., 2012. - §G. The Orthopole. §Exercises. §1. P. 291.
- College Geometry: An Introduction to the Modern Geometry of the Triangle and the Circle. Nathan Altshiller-Court. Mineola, New York: Dover Publication, Inc., 2012. - §G. The Orthopole. §Exercises. §6. P. 291.
- College Geometry: An Introduction to the Modern Geometry of the Triangle and the Circle. Nathan Altshiller-Court. Mineola, New York: Dover Publication, Inc., 2012. - §G. The Orthopole, §694, Fig. 155, p. 288.
- College Geometry: An Introduction to the Modern Geometry of the Triangle and the Circle. Nathan Altshiller-Court. Mineola, New York: Dover Publication, Inc., 2012. - §G. The Orthopole, §697. Theorem, Fig. 155, p. 289-290.
- College Geometry: An Introduction to the Modern Geometry of the Triangle and the Circle. Nathan Altshiller-Court. Mineola, New York: Dover Publication, Inc., 2012. - §G. The Orthopole, §693, Fig. 154, p. 287-288
- Steve Phelps. The Orthopole// https://www.geogebra.org/m/CKKH9ZZA
- Honsberger, R. Episodes in Nineteenth and Twentieth Century Euclidean Geometry. Washington DC, Math. Assoc. Ammer., 1995, pp. 106-110.
- Lalesco T. La Geometrie du Triangle. Paris, Jacques Gabay, 1987, p. 17.
- Orthopole// http://users.math.uoc.gr/~pamfilos/eGallery/problems/Orthopole.html
- "5. Conic generated by orthopoles" In: Orthopole of a chord// http://users.math.uoc.gr/~pamfilos/eGallery/problems/Orthopole2.html
- College Geometry: An Introduction to the Modern Geometry of the Triangle and the Circle. Nathan Altshiller-Court. Mineola, New York: Dover Publication, Inc., 2012. - §G. The Orthopole, §694. Fig. 155, p. 288.
- College Geometry: An Introduction to the Modern Geometry of the Triangle and the Circle. Nathan Altshiller-Court. Mineola, New York: Dover Publication, Inc., 2012. - §b. The tritangent centers. P.73-78// https://books.google.ru/books?id=VXDWIOvqeaoC&pg=PA291&lpg=PA291&dq=In+geometry,+the+orthopole&source=bl&ots=doCvrYOPtl&sig=ACfU3U1vm-WH5Tr4sGC9cE52DCRf9qBjcA&hl=ru&sa=X&ved=2ahUKEwjq1ZWdiJDqAhWRrIsKHZF7BsYQ6AEwBnoECAoQAQ#v=onepage&q=In%20geometry%2C%20the%20orthopole&f=false
- College Geometry: An Introduction to the Modern Geometry of the Triangle and the Circle. Nathan Altshiller-Court. Mineola, New York: Dover Publication, Inc., 2012. - §698. Corollary. P.290// https://books.google.ru/books?id=VXDWIOvqeaoC&pg=PA291&lpg=PA291&dq=In+geometry,+the+orthopole&source=bl&ots=doCvrYOPtl&sig=ACfU3U1vm-WH5Tr4sGC9cE52DCRf9qBjcA&hl=ru&sa=X&ved=2ahUKEwjq1ZWdiJDqAhWRrIsKHZF7BsYQ6AEwBnoECAoQAQ#v=onepage&q=In%20geometry%2C%20the%20orthopole&f=false
- College Geometry: An Introduction to the Modern Geometry of the Triangle and the Circle. Nathan Altshiller-Court. Mineola, New York: Dover Publication, Inc., 2012. - §648. Remark. P.273// https://books.google.ru/books?id=VXDWIOvqeaoC&pg=PA291&lpg=PA291&dq=In+geometry,+the+orthopole&source=bl&ots=doCvrYOPtl&sig=ACfU3U1vm-WH5Tr4sGC9cE52DCRf9qBjcA&hl=ru&sa=X&ved=2ahUKEwjq1ZWdiJDqAhWRrIsKHZF7BsYQ6AEwBnoECAoQAQ#v=onepage&q=In%20geometry%2C%20the%20orthopole&f=false
- Ion Pătrașcu. THE DUAL OF THE ORTHOPOLE THEOREM// https://rxiv.org/pdf/1404.0148v1.pdf
- Nathan Altshiller-Court.College Geometry. An Introduction to the Modern Geometry of the Triangle and the Circle. Second Edition. Mineola, New York: Dover Publications, Inc. 2007. P. 306, §692, §694
Литература
- Atul Dixit, Darij Grinberg. Orthopoles and the Pappus Theorem// http://forumgeom.fau.edu/FG2004volume4/FG200406.pdf
- College Geometry: An Introduction to the Modern Geometry of the Triangle and the Circle. Nathan Altshiller-Court. Mineola, New York: Dover Publication, Inc., 2012. - §G. The Orthopole. P.287-291.// https://books.google.ru/books?id=VXDWIOvqeaoC&pg=PA291&lpg=PA291&dq=In+geometry,+the+orthopole&source=bl&ots=doCvrYOPtl&sig=ACfU3U1vm-WH5Tr4sGC9cE52DCRf9qBjcA&hl=ru&sa=X&ved=2ahUKEwjq1ZWdiJDqAhWRrIsKHZF7BsYQ6AEwBnoECAoQAQ#v=onepage&q=In%20geometry%2C%20the%20orthopole&f=false
- Bogomolny, A. "Orthopole." https://www.cut-the-knot.org/Curriculum/Geometry/Orthopole.shtml.
- Goormaghtigh R. Analytic Treatment of Some Orthopole Theorems// Amer. Math. Monthly 46. 1939. P. 265-269,
- Gallatly W. The Modern Geometry of the Triangle, 2nd ed. London: Hodgson, 1913. - Chapter 6. The Orthopole. P. 46-54.
- Honsberger, R.. Episodes in Nineteenth and Twentieth Century Euclidean Geometry. Washington, DC: Math. Assoc. Amer., 1995. - Chapter 11. The Orthopole. P. 125-136. // https://b-ok.cc/book/447019/c8c303
- Johnson R. A. Modern Geometry: An Elementary Treatise on the Geometry of the Triangle and the Circle. Boston, MA: Houghton Mifflin, p. 247, 1929.
- Ramler O. J. The Orthopole Loci of Some One-Parameter Systems of Lines Referred to a Fixed Triangle// Amer. Math. Monthly 37, 1930. P. 130-136.
- Lalesco T. La Geometrie du Triangle. Paris: Jacques Gabay, 1987, p. 17.
- Orthopole// http://users.math.uoc.gr/~pamfilos/eGallery/problems/Orthopole.html
- Orthopole of a chord// http://users.math.uoc.gr/~pamfilos/eGallery/problems/Orthopole2.html
- Junko HIRAKAWA. Some Theorems on the Orthopole. Tohoku Mathematical Journal, First Series. 1933. Vol. 36. P. 253-256 // https://www.jstage.jst.go.jp/article/tmj1911/36/0/36_0_253/_pdf/-char/en