Точки Аполлония: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
[непроверенная версия][непроверенная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Свойства: Вписанные_и_описанные_фигуры_для_треугольника
 
(не показано 18 промежуточных версий 11 участников)
Строка 1: Строка 1:
{{не путать|Точка Аполлония}}
[[Файл:Isodinamic center.svg|thumb|right|Точки Аполлония выделены зелёным]]
[[Файл:Isodinamic center.svg|thumb|right|Точки Аполлония выделены зелёным]]
'''Точки Аполлония''' (иногда ''изодинамические центры''<ref>{{cite journal|last=Katarzyna Wilczek|title=The harmonic center of a trilateral and the Apollonius point of a triangle|journal=Journal of Mathematics and Applications|year=2010|volume=32|pages=95–101}}</ref>) — две такие точки, расстояние от которых до вершин треугольника обратно пропорциональны сторонам, которые противолежат этим вершинам.
'''Точки Аполлония''' (иногда ''изодинамические центры''<ref>{{статья |заглавие=The harmonic center of a trilateral and the Apollonius point of a triangle |издание=Journal of Mathematics and Applications |том=32 |страницы=95—101 |язык=en |тип=journal |автор=Katarzyna Wilczek |год=2010}}</ref>) — две такие точки, расстояние от которых до вершин треугольника обратно пропорциональны сторонам, которые противолежат этим вершинам.


== Свойства ==
== Свойства ==
*''Точки Аполлония'' это центры [[Инверсия (геометрия)|инверсии]], которые преобразуют данный треугольник в равносторонний треугольник.
* Окружности, построенные как на диаметре на отрезке, соединяющем основания внутренней и внешней [[биссектриса|биссектрисы]], выпущенных из одного угла, проходят через ''[[точки Аполлония]]''.
* Окружности, построенные как на диаметре на отрезке, соединяющем основания внутренней и внешней [[биссектриса|биссектрисы]], выпущенных из одного угла, проходят через ''точки Аполлония''.
* ''[[Точки Аполлония]]'' лежат на прямой, соединяющей центр [[Описанная окружность|описанной окружности]] с [[Точка Лемуана|точкой Лемуана]]. Эта прямая называется [[Ось Брокара|осью Брокара]].
* ''Точки Аполлония'' лежат на прямой, соединяющей центр [[Описанная окружность|описанной окружности]] с [[Точка Лемуана|точкой Лемуана]]. Эта прямая называется [[Центральная прямая|осью Брокара]].
* [[Подерный треугольник|Подерные треугольники]] ''[[точки Аполлония|точек Аполлония]]'' правильные (иногда это свойство принимается за определение).
* [[Подерный треугольник|Подерные треугольники]] ''точек Аполлония'' правильные (иногда это свойство принимается за определение).
* Последнее свойство можно сформулировать иначе: три ортогональные проекции ''[[точки Аполлония|точек Аполлония]]'' на стороны данного треугольника являются вершинами [[правильный треугольник|правильного треугольника]].
* Последнее свойство можно сформулировать иначе: три ортогональные проекции ''точек Аполлония'' на стороны данного треугольника являются вершинами [[правильный треугольник|правильного треугольника]].
* [[Точки Аполлония]] [[Изогональное сопряжение|изогонально сопряжены]] [[Точки Торричелли|точкам Торричелли]].
* Построим две прямые, каждая из которых проходит через ''[[точки Аполлония|точку Аполлония]]'' и [[Точки Торричелли|точку Торричелли]], отличную от изогонально сопряжённой ей. Такие прямые пересекутся в [[Центроид треугольника|точке пересечения медиан]] (в ''[[центроид]]е треугольника'').
* Точки Аполлония [[Изогональное сопряжение|изогонально сопряжены]] [[Точки Торричелли|точкам Торричелли]].
* Построим две прямые, каждая из которых проходит через ''точку Аполлония'' и [[Точки Торричелли|точку Торричелли]], отличную от изогонально сопряжённой ей. Такие прямые пересекутся в [[Центроид треугольника|точке пересечения медиан]] (в ''[[центроид]]е треугольника'').
[[Файл:Parry point.svg|thumb|275px|Окружность и точка Парри. (''G'' — центроид, а ''J'' и ''K'' являются точками Аполлония треугольника ''ABC'')]]
[[Файл:Parry point.svg|thumb|275px|Окружность и точка Парри. (''G'' — центроид, а ''J'' и ''K'' являются точками Аполлония треугольника ''ABC'')]]
* Пусть ''ABC'' — треугольник на плоскости. Окружность, проходящая через [[центроид]] и две [[точки Аполлония]] треугольника ''ABC'', называется '''[[Точка Парри|окружностью Парри]]''' треугольника ''ABC'' (на рисунке справа она красная). Она также проходит через ''точку Парри'' (красная точка в черном кольце).
* Пусть ''ABC'' — треугольник на плоскости. Окружность, проходящая через [[центроид]] и две точки Аполлония треугольника ''ABC'', называется '''[[Точка Парри|окружностью Парри]]''' треугольника ''ABC'' (на рисунке справа она красная). Она также проходит через ''точку Парри'' (красная точка в черном кольце).
* Рассмотрим три сферы, касающиеся плоскости в точках <math>A, B, C </math> и друг друга внешним образом. Если радиусы этих сфер равны <math> x, y, z</math>, то <math>AB = \sqrt{xy}</math> и т. д. Поэтому две сферы касающиеся трёх данных и плоскости, будут касаться плоскости в ''точках Аполлония''.

* '''Кубика [[Нойберг, Жозеф|Нойберга]]''' — множество таких точек <math>X</math>, что <math>XX' \parallel OH</math> — прямой Эйлера (зафиксирована её бесконечно удалённая точка). На этой кубике лежит более 15 замечательных точек, в частности, '''точки''' Торричелли, '''Аполлония''', ортоцентр, центр описанной окружности, вершины правильных треугольников, построенных на сторонах (внешним или внутренним образом), точки, симметричные вершинам относительно сторон, две [[точки Ферма]], две [[изодинамические точки]], бесконечную точку Эйлера, а также лежащие на всех кубиках центры вписанной и вневписанных окружностей. В списке '''[[Вписанные и описанные фигуры для треугольника|кубик плоского треугольника]]''' Берхарта Гиберта<!--(Berhard Gibert)-->'' кубика Нейберга'' значится как '''K001'''<ref>'''K001''' at Berhard Gibert’s '''Cubics in the Triangle Plane'''// [http://pagesperso-orange.fr/bernard.gibert/Exemples/k001.html] {{Wayback|url=http://pagesperso-orange.fr/bernard.gibert/Exemples/k001.html |date=20090820221517 }}</ref>.
* Рассмотрим три сферы, касающиеся плоскости в точках <math>A, B, C </math> и друг друга внешним образом. Если радиусы этих сфер равны <math> x, y, z</math>, то <math>AB = \sqrt{xy}</math> и т. д. Поэтому две сферы касающиеся трёх данных и плоскости, будут касаться плоскости в ''[[точки Аполлония|точках Аполлония]]''.

== Пример применения точки Аполлония к решению [[задача Аполлония|задачи Аполлония]] ==
* '''Задача Аполлония''' — [[Построение с помощью циркуля и линейки|построить с помощью циркуля и линейки]] окружность, касающуюся трех данных окружностей.
* Один из вариантов этой задачи, когда третья окружность касается трех внутренних внешним образом, решается с помощью введения так называемой ''[[Точки Аполлония|точки Аполлония]]'' Ap (Apollonius point <ref name=evansville>{{cite web|last=Kimberling|first=Clark|title=Apollonius Point|url=http://faculty.evansville.edu/ck6/tcenters/recent/apollon.html|accessdate=16 May 2012}}</ref><ref>{{cite journal|last=C. Kimberling|author2=Shiko Iwata |author3=Hidetosi Fukagawa |title=Problem 1091 and Solution|journal=Crux Mathematicorum|year=1987|volume=13|pages=217–218}}</ref>) (см. {{ll|en|Apollonius point}}).
* ''[[Точки Аполлония|Точка Аполлония]]'' ''Ap'' в [[Энциклопедия центров треугольника| Энциклопедии центров треугольника]] у Кларка Кимберлинга {{sfn|Clark Kimberling's(ETC)) Encyclopedia of Triangle Centers|-|https://en.wikipedia.org/wiki/Encyclopedia_of_Triangle_Centers}} именуется как ''центр треугольника'' под именем X(181).
* '''Окружность Аполлония''' касается трех вневписанных окружностей вне треугольника внутренним образом (см. зеленую окружность на рисунке).

== ''Окружность Аполлония'' ==
=== Определение ''окружности Аполлония''===
[[File:Apollonius point.svg|thumb|280px|''Точка Аполлония'' и ''окружность Аполлония'']]
* Пусть дан треугольник ''ABC''. Пусть [[вневписанная окружность| вневписанные окружности]] треугольника ''ABC'', противоположные вершинам ''A'', ''B'' и ''C'', есть соответственно ''E<sub>A</sub>'', ''E<sub>B</sub>'', ''E<sub>C</sub>'' (см. рисунок). Тогда '''окружность Аполлония''' ''E'' (на рис. справа показана зеленым цветом) касается внутренним образом сразу трех [[вневписанная окружность|вневписанных окружностей]] треугольника ''ABC'' в точках соответственно ''E<sub>A</sub>'', ''E<sub>B</sub>'' и ''E<sub>C</sub>'' (см. рисунок)<ref>{{статья
|url=http://forumgeom.fau.edu/FG2002volume2/FG200222.pdf
|автор=Darij Grinberg, Paul Yiu
|заглавие=The Apollonius Circle as a Tucker Circle
|издание=Forum Geometricorum
|выпуск=2
|год=2002
|страницы=175-182
}}</ref>.

* Решением упомянутой выше частной [[задача Аполлония|задачи Аполлония]] является указанная окружность ''E'', касающаяся трех данных окружностей ''E<sub>A</sub>'', ''E<sub>B</sub>'' и ''E<sub>C</sub>'' внешним образом.

=== Радиус ''окружности Аполлония''===
Радиус ''окружности Аполлония'' равен <math>\frac{r^2+s^2}{4r}</math>, где ''r'' — радиус вписанной окружности и ''s'' — полупериметр треугольника.<ref>{{статья
|url=http://forumgeom.fau.edu/FG2003volume3/FG200320.pdf
|автор= Milorad R. Stevanovi´c
|заглавие=The Apollonius circle and related triangle centers
|издание=Forum Geometricorum
|выпуск=3
|год=2003
|страницы=187-195.
}}</ref>

=== Определение ''точки Аполлония'' ''Ap'' ===
* ''Точка Аполлония'' ''Ap'' или X(181) определяется следующим образом:
Пусть ''A' '', ''B' '' и ''C' '' есть точки касания ''окружности Аполлония'' ''E'' с соответствтвующими вневписанными окружностями. Тогда прямые ''AA' '', ''BB' '' и ''CC' '' пересекаются в одной точке ''Ap'', которую называют ''точкой Аполлония'' треугольника ''ABC''.

== Замечание ==
На рисунке указанная ''точка Аполлония'' ''Ap'' изображена, как точка пересечения трех перпендикуляров к сторонам треугольника ''ABC'', опущенных из точек касаний ''A' '', ''B' '' и ''C' '' с соответсвующими вневписанными окружностями треугольника ''ABC'', образованного совместными попарными касательными линиями трех упомянутых выше окружностей ''E<sub>A</sub>'', ''E<sub>B</sub>'' и ''E<sub>C</sub>''. Хотя эта точка ''Ap'' лежит в точке пересечения трех отрезков ''AA' '', ''BB' '' и ''CC' '', но они '''не перпендикулярны''' сторонам треугольника. Действительно, ее проекции на стороны треугольника ''ABC'' являются вершинами равностороннего треугольника, а перпендикуляры к сторонам треугольника пересекаются в его ортоцентре. Проекции ортоцентра на стороны треугольника не являются вершинами равностороннего треугольника. Ортоцентр и ''точка Аполлония'' ''Ap'' совпадают только у равностороннего треугольника. У других треугольников они не совпадают.

== Трилинейные координаты==
Трилинейные координаты ''точки Аполлония'' ''Ap'':

:( ''a'' ( ''b'' + ''c'' )<sup>2</sup> / ( ''b'' + ''c'' &minus; ''a'' ) : ''b'' ( ''c'' + ''a'' )<sup>2</sup> / ( ''c'' + ''a'' &minus; ''b'' ) : ''c'' ( ''a'' + ''b'' )<sup>2</sup> / ( ''a'' + ''b'' &minus; ''c'' )
:=( ( sin ''A'' cos ( ''B''/2 &minus; ''C''/2 ) )<sup>2</sup> : ( sin ''B'' cos (''C''/2 &minus; ''A''/2) )<sup>2</sup> : ( sin ''C'' cos (''A''/2 &minus; ''B''/2) )<sup>2</sup> )


== См. также ==
== См. также ==
* [[Изодинамические центры]] = {{ll|en|Isodynamic point}}{{ref-en}}
* [[Точки Торричелли]]
* [[Аполлоний Пергский]]
* [[Аполлоний Пергский]]
* [[Геометрия треугольника]]
* [[Замечательные точки треугольника]]
* [[Задача Аполлония]]
* [[Задача Аполлония]]
* [[Изодинамические центры]] = {{ll|en|Isodynamic point}}{{ref-en}}
* [[Окружность Аполлония]]
* [[Точка Парри|Окружность Парри]]
* [[Теорема Аполлония]]
* [[Теорема Аполлония]]
* [[Точки Торричелли]]
* [[Окружность Аполлония]]
* [[Замечательные точки треугольника]]
* [[Точка Ферма]]
* [[Точка Ферма]]
* [[Геометрия треугольника]]
* [[Замечательные точки треугольника]]
* [[Треугольник]]
* [[Треугольник]]
* [[Треугольник#Отрезки и окружности, связанные с треугольником|Отрезки и окружности, связанные с треугольником]]
* [[Треугольник#Отрезки и окружности, связанные с треугольником|Отрезки и окружности, связанные с треугольником]]
* [[Точка Аполлония]]


== Примечания ==
== Примечания ==
Строка 78: Строка 36:
== Ссылки ==
== Ссылки ==
* {{citation
* {{citation
| last = Moon | first = Tarik Adnan
|last = Moon
|first = Tarik Adnan
| issue = 6
|issue = 6
| journal = Mathematical Reflections
|journal = Mathematical Reflections
| title = The Apollonian circles and isodynamic points
|title = The Apollonian circles and isodynamic points
| url = http://awesomemath.org/wp-content/uploads/reflections/2010_6/Isodynamic_moon_c.pdf
|url = http://awesomemath.org/wp-content/uploads/reflections/2010_6/Isodynamic_moon_c.pdf
| year = 2010}}.
|year = 2010
|archiveurl = https://web.archive.org/web/20130420164948/https://www.awesomemath.org/wp-content/uploads/reflections/2010_6/Isodynamic_moon_c.pdf
|archivedate = 2013-04-20
}} {{Wayback|url=http://awesomemath.org/wp-content/uploads/reflections/2010_6/Isodynamic_moon_c.pdf |date=20130420164948 }}.


[[Категория:Замечательные точки треугольника|А]]
[[Категория:Замечательные точки треугольника|А]]
[[Категория:Точки в Энциклопедии центров треугольника]]

Текущая версия от 02:36, 22 сентября 2022

Точки Аполлония выделены зелёным

Точки Аполлония (иногда изодинамические центры[1]) — две такие точки, расстояние от которых до вершин треугольника обратно пропорциональны сторонам, которые противолежат этим вершинам.

Окружность и точка Парри. (G — центроид, а J и K являются точками Аполлония треугольника ABC)
  • Пусть ABC — треугольник на плоскости. Окружность, проходящая через центроид и две точки Аполлония треугольника ABC, называется окружностью Парри треугольника ABC (на рисунке справа она красная). Она также проходит через точку Парри (красная точка в черном кольце).
  • Рассмотрим три сферы, касающиеся плоскости в точках и друг друга внешним образом. Если радиусы этих сфер равны , то и т. д. Поэтому две сферы касающиеся трёх данных и плоскости, будут касаться плоскости в точках Аполлония.
  • Кубика Нойберга — множество таких точек , что  — прямой Эйлера (зафиксирована её бесконечно удалённая точка). На этой кубике лежит более 15 замечательных точек, в частности, точки Торричелли, Аполлония, ортоцентр, центр описанной окружности, вершины правильных треугольников, построенных на сторонах (внешним или внутренним образом), точки, симметричные вершинам относительно сторон, две точки Ферма, две изодинамические точки, бесконечную точку Эйлера, а также лежащие на всех кубиках центры вписанной и вневписанных окружностей. В списке кубик плоского треугольника Берхарта Гиберта кубика Нейберга значится как K001[2].

Примечания

[править | править код]
  1. Katarzyna Wilczek. The harmonic center of a trilateral and the Apollonius point of a triangle (англ.) // Journal of Mathematics and Applications : journal. — 2010. — Vol. 32. — P. 95—101.
  2. K001 at Berhard Gibert’s Cubics in the Triangle Plane// [1] Архивная копия от 20 августа 2009 на Wayback Machine
  • Moon, Tarik Adnan (2010), "The Apollonian circles and isodynamic points" (PDF), Mathematical Reflections (6), Архивировано (PDF) 20 апреля 2013 Архивная копия от 20 апреля 2013 на Wayback Machine.