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调和点列性质

来源:意榕旅游网
调和点列 研究图形在射影变换下不变性的一个几何学分支。射影几何学产生的最初动力,来自为了帮助绘画而对透视进行的研究。在17世纪,G.德扎格和B.帕斯卡建立了射影几何学中著名的定理。后来在19世纪,又经过.彭赛列、J.施泰纳、施陶特、.麦比乌斯、A.凯莱等几何学家的工作,使射影几何学得到蓬勃的发展,达到鼎盛的时期。 定义:直线上依次四点A、B、C、D满足ABAD,则称A、B、C、D四BCDC点构成调和点列。其中A、C和B、D称为调和共轭。

性质1:如图,A为圆O外一点,AB、AC为圆O的切线,ADEF截圆O与D、

F,交BC与点E 则A、D、E、F四点调和。

证明:A、D、E、F四点调和又而

ADADACBDDC **AFABAFBFCFDESFESBDCBFCADAFADDE  ① DEFEAFFEABD*CD*sinBDCBDCD

BF*FC*sinBFCBFFCDEC故①成立。得证!

推广:如图,椭圆外一点A关于椭圆的两条切线的切点所在的直线为BC(此直线也叫极线),过A的任意一条直线ADEF截椭圆于D、F,交BC与E 则A、D、E、F成调和点列。 证明:暂略。

BDABFCE性质2:

FA、B、C、D调和证明: 而

112 ABADAC112112bcABADACaa+b+caba(ab)(ab)(abc)bcaabcaabcbc证。

推论:已知A、B、C、D四点调和,O为A、C中点,则OA2OBOD.

反过来也成立,若A、B、C、D四点共线,O为A、C中点,且OAOBOD,则A、B、C、D四点调和。

2性质3:若A、B、C、D成调和点列,且平面上有点M满足AMMC

则必有MC平分BMD,MA外角平分BMD. 这是调和点列应用中相当重要的一个性质。

M

ABCD

MAA'BCC'D

证明:反证法。

反设MC不平分BMD,作MC’平分角BMD交BD与C’,MA’外角平分角BMD交DB延长线与A’ ,则MC'MA'

由内角平分线定理,

BC'BMC'DMD 有外角平分线定理,BA'BMA'DMD 所以BA'BC'A'DC'D② 由A、B、C、D成调和点列知

BCBACDAD 注意到BC'BCBC'BCC'DCDBDBD成立 BA'BABA'BAA'DADBDBD成立 所以BA'BABCBCBDBDBD'BD 与②矛盾! 所以MC平分BMD,MA外角平分BMD

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