กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

จุดเฟือร์บัค

Theorems about triangles and circles/ศูนย์สามเหลี่ยม/ลิงก์ย้อนกลับเทมเพลต Webarchive

ในเรขาคณิตของสามเหลี่ยมวงกลมแนบในและวงกลมเก้าจุดของสามเหลี่ยมด้านไม่เท่าจะสัมผัสกันภายในที่จุดเฟือร์บัคของสามเหลี่ยม

จุดเฟือร์บัค

ทฤษฎีบทของเฟือร์บัค: วงกลมเก้าจุดสัมผัสกับวงกลมแนบในและวงกลมแนบนอกของสามเหลี่ยม จุดที่สัมผัสกับวงกลมแนบในคือจุดเฟือร์บั

ในเรขาคณิตของสามเหลี่ยมวงกลมแนบในและวงกลมเก้าจุดของสามเหลี่ยมด้านไม่เท่าจะสัมผัสกันภายในที่จุดเฟือร์บัคของสามเหลี่ยม จุดเฟือร์บัคเป็นจุดศูนย์กลางของสามเหลี่ยมซึ่งหมายความว่าคำจำกัดความของมันไม่ขึ้นอยู่กับการวางตำแหน่งและมาตราส่วนของสามเหลี่ยม มันถูกระบุไว้เป็น X(11) ในสารานุกรมจุดศูนย์กลางของสามเหลี่ยมของ คลาร์ก คิมเบอร์ลิงและตั้งชื่อตามคาร์ล วิลเฮล์ม เฟือร์บั[ 1 ] [ 2 ]

ทฤษฎีบทของเฟือร์บัคซึ่งเฟือร์บัคตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2365 [ 3 ]กล่าวโดยทั่วไปว่าวงกลมเก้าจุดสัมผัสกับวงกลมภายนอก ทั้งสามวง ของสามเหลี่ยม รวมถึงวงกลมภายในด้วย[ 4 ​​]บทพิสูจน์สั้นๆ ของทฤษฎีบทนี้โดยอาศัยทฤษฎีบทของเคซีย์ เกี่ยว กับเส้นสัมผัสคู่ของวงกลมสี่วงที่สัมผัสกับวงกลมวงที่ห้า ได้รับการตีพิมพ์โดยจอห์น เคซีย์ในปี พ.ศ. 2409 [ 5 ]ทฤษฎีบทของเฟือร์บัคยังถูกใช้เป็นกรณีทดสอบสำหรับการพิสูจน์ทฤษฎีบทอัตโนมัติอีก ด้วย [ 6 ]จุดสัมผัสทั้งสามจุดกับวงกลมภายนอกก่อให้เกิดสามเหลี่ยมเฟือร์บัคของสามเหลี่ยมที่กำหนด

การก่อสร้าง

วงกลมแนบในของสามเหลี่ยมABCคือวงกลมที่สัมผัสกับด้านทั้งสามของสามเหลี่ยม จุดศูนย์กลางของวงกลมแนบใน หรือจุดศูนย์กลางของวงกลมแนบในของสามเหลี่ยม อยู่ที่จุดที่เส้นแบ่งครึ่งมุมภายในทั้งสามของสามเหลี่ยมตัดกัน

วงกลมเก้าจุดเป็นวงกลมอีกแบบหนึ่งที่กำหนดจากรูปสามเหลี่ยม เรียกเช่นนั้นเพราะมันผ่านจุดสำคัญเก้าจุดของรูปสามเหลี่ยม ซึ่งจุดที่สร้างได้ง่ายที่สุดคือจุดกึ่งกลางของด้านทั้งสามของรูปสามเหลี่ยม วงกลมเก้าจุดผ่านจุดกึ่งกลางทั้งสามจุดนี้ ดังนั้น มันจึงเป็นวงกลมล้อมรอบของ รูป สามเหลี่ยม มัธยฐาน

วงกลมทั้งสองวงนี้มาบรรจบกันที่จุดเดียว ซึ่งเป็นจุดสัมผัสกัน จุดสัมผัสนี้คือจุดเฟือร์บัค (Feuerbach point) ของสามเหลี่ยม ในสามเหลี่ยมด้านเท่า วงกลมเก้าจุด (nine-point circle) จะเหมือนกับวงกลมแนบใน (incircle) ดังนั้น จุดเฟือร์บัคจึงไม่มีนิยาม

วงกลมแนบในของสามเหลี่ยมจะมีวงกลมอีกสามวงที่เรียกว่าวงกลมแนบนอก วงกลมเหล่านี้แต่ละวงสัมผัสกับเส้นตรงสามเส้นที่ลากผ่านด้านทั้งสามของสามเหลี่ยม วงกลมแนบนอกแต่ละวงจะสัมผัสเส้นตรงเส้นหนึ่งจากด้านตรงข้ามของสามเหลี่ยม และอยู่ด้านเดียวกับสามเหลี่ยมสำหรับเส้นตรงอีกสองเส้นที่เหลือ เช่นเดียวกับวงกลมแนบใน วงกลมแนบนอกทั้งหมดสัมผัสกับวงกลมเก้าจุด จุดสัมผัสของวงกลมแนบนอกกับวงกลมเก้าจุดนั้นก่อให้เกิดสามเหลี่ยมขึ้น เรียกว่า สามเหลี่ยมเฟือร์บัค

คุณสมบัติ

จุดเฟือร์บัคอยู่บนเส้นตรงที่ลากผ่านจุดศูนย์กลางของวงกลมสัมผัสสองวงที่กำหนดจุดนั้น จุดศูนย์กลางเหล่านี้คือจุดศูนย์กลางภายในและจุดศูนย์กลางเก้าจุดของสามเหลี่ยม[ 1 ] [ 2 ]

ให้, , และเป็นระยะทางสามระยะของจุด Feuerbach ไปยังจุดยอดของสามเหลี่ยมกลาง (จุดกึ่งกลางของด้านBC=a, CA=bและAB=cตามลำดับของสามเหลี่ยมเดิม) จากนั้น[ 7 ] [ 8 ]

หรือเทียบเท่า ระยะทางที่มากที่สุดในสามระยะทางนั้นเท่ากับผลรวมของอีกสองระยะทาง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เรามีโดยที่ Oคือจุดศูนย์กลางวงกลม ล้อมรอบของสามเหลี่ยมอ้างอิง และIคือจุดศูนย์กลางวงกลม แนบใน [ 8 ] : ข้อเสนอ 3

คุณสมบัติข้อหลังนี้ยังใช้ได้กับจุดสัมผัสของวงกลมภายนอกใดๆ กับวงกลมเก้าจุดด้วย กล่าวคือ ระยะทางที่มากที่สุดจากจุดสัมผัสนี้ไปยังจุดกึ่งกลางด้านใดด้านหนึ่งของสามเหลี่ยมเดิมจะเท่ากับผลรวมของระยะทางไปยังจุดกึ่งกลางด้านอีกสองจุด[ 8 ]

ถ้าวงกลมแนบในของสามเหลี่ยม ABC สัมผัสด้านBC, CA, ABที่จุด X , YและZตามลำดับ และจุดกึ่งกลางของด้านเหล่านี้คือP , QและR ตามลำดับ แล้วสามเหลี่ยมFPX , FQYและ FRZ ที่มีจุด Feuerbach คือ Fจะคล้ายกับสามเหลี่ยมAOI, BOI และ COIตามลำดับ[ 8 ] : ข้อเสนอ 4

พิกัด

พิกัดสามมิติสำหรับจุดเฟือร์บัคคือ[ 2 ]

พิกัดแบรีเซนทริกของมันคือ[ 8 ]

โดยที่s คือครึ่งเส้นรอบรูปของสามเหลี่ยม

เส้นสามเส้นจากจุดยอดของสามเหลี่ยมเดิมผ่านจุดยอดที่สอดคล้องกันของสามเหลี่ยมเฟือร์บัคมาบรรจบกันที่จุดศูนย์กลางสามเหลี่ยมอีกจุดหนึ่ง ซึ่งระบุไว้เป็น X(12) ในสารานุกรมจุดศูนย์กลางสามเหลี่ยม พิกัดเชิงเส้นสามเส้นของมันคือ: [ 2 ]

เอกสารอ้างอิง

  1. ^ a b Kimberling, Clark (1994), "จุดศูนย์กลางและเส้นศูนย์กลางในระนาบของสามเหลี่ยม", Mathematics Magazine , 67 (3): 163– 187, doi : 10.1080/0025570X.1994.11996210 , JSTOR  2690608 , MR  1573021.
  2. ^ a b c dสารานุกรมศูนย์กลางสามเหลี่ยมเก็บถาวรเมื่อวันที่ 19 เมษายน 2012 ที่Wayback Machineเข้าถึงเมื่อวันที่ 24 ตุลาคม 2014
  3. ฟอยเออร์บาค, คาร์ล วิลเฮล์ม ; Buzengeiger, Carl Heribert Ignatz (1822), Eigenschaften einiger merkwürdigen Punkte des geradlinigen Dreiecks und mehrerer durch sie bestimmten Linien und Figuren. Eine analytisch-trigonometrische Abhandlung (เอกสาร ed.), Nürnberg: Wiessner.
  4. ^ Scheer, Michael JG (2011), "การพิสูจน์ทฤษฎีบทของ Feuerbach ด้วยเวกเตอร์อย่างง่าย" (PDF) , Forum Geometricorum , 11 : 205– 210, arXiv : 1107.1152 , MR 2877268 .
  5. ^ Casey, J. (1866), "เกี่ยวกับสมการและคุณสมบัติ: (1) ของระบบวงกลมที่สัมผัสวงกลมสามวงในระนาบ; (2) ของระบบทรงกลมที่สัมผัสทรงกลมสี่วงในอวกาศ; (3) ของระบบวงกลมที่สัมผัสวงกลมสามวงบนทรงกลม; (4) ของระบบภาคตัดกรวยที่อยู่ภายในภาคตัดกรวย และสัมผัสภาคตัดกรวยที่อยู่ภายในสามวงในระนาบ", Proceedings of the Royal Irish Academy , 9 : 396– 423, JSTOR 20488927 โปรดดูโดยเฉพาะส่วนล่างของหน้า 411
  6. ^ Chou, Shang-Ching (1988), "บทนำสู่วิธีของ Wu สำหรับการพิสูจน์ทฤษฎีบทเชิงกลในเรขาคณิต", Journal of Automated Reasoning , 4 (3): 237– 267, doi : 10.1007/BF00244942 , MR 0975146 , S2CID 12368370  .
  7. ไวส์สไตน์, เอริก ดับเบิลยู. "ฟอยเออร์บาค พอยต์" . แมทเวิลด์ .
  8. ^ a b c d e Sa ́ndor Nagydobai Kiss, "A Distance Property of the Feuerbach Point and Its Extension", Forum Geometricorum 16, 2016, 283–290. http://forumgeom.fau.edu/FG2016volume16/FG201634.pdf Archived 2018-10-24 at the Wayback Machine

อ่านเพิ่มเติม

  • Thébault, Victor (1949), "เกี่ยวกับจุด Feuerbach", American Mathematical Monthly , 56 (8): 546– 547, doi : 10.2307/2305531 , JSTOR  2305531 , MR  0033039.
  • Emelyanov, Lev; Emelyanova, Tatiana (2001), "หมายเหตุเกี่ยวกับจุด Feuerbach", Forum Geometricorum , 1 : 121–124 (อิเล็กทรอนิกส์), MR  1891524.
  • ซูเควา, บ็อกดาน; Yiu, Paul (2006), "จุด Feuerbach และเส้นออยเลอร์", Forum Geometricorum , 6 : 191– 197, MR  2282236.
  • Vonk, Jan (2009), "จุดเฟือร์บัคและการสะท้อนของเส้นออยเลอร์", Forum Geometricorum , 9 : 47– 55, MR  2534378.
  • Nguyen, Minh Ha; Nguyen, Pham Dat (2012), "การพิสูจน์เชิงสังเคราะห์ของทฤษฎีบทสองข้อที่เกี่ยวข้องกับจุดเฟือร์บัค", Forum Geometricorum , 12 : 39– 46, MR  2955643.

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ จุดเฟือร์บัค

ในเรขาคณิตของสามเหลี่ยมวงกลมแนบในและวงกลมเก้าจุดของสามเหลี่ยมด้านไม่เท่าจะสัมผัสกันภายในที่จุดเฟือร์บัคของสามเหลี่ยม

การก่อสร้าง

วงกลมแนบในของสามเหลี่ยมABCคือวงกลมที่สัมผัสกับด้านทั้งสามของสามเหลี่ยม จุดศูนย์กลางของวงกลมแนบใน หรือจุดศูนย์กลางของวงกลมแนบในของสามเหลี่ยม อยู่ที่จุดที่เส้นแบ่งครึ่งมุมภายในทั้งสามของสามเหลี่ยมตัดกัน วงกลมเก้าจุดเป็นวงกลมอีกแบบหนึ่งที่กำหนดจากรูปสามเหลี่ยม...

คุณสมบัติ

จุดเฟือร์บัคอยู่บนเส้นตรงที่ลากผ่านจุดศูนย์กลางของวงกลมสัมผัสสองวงที่กำหนดจุดนั้น จุดศูนย์กลางเหล่านี้คือจุดศูนย์กลางภายในและจุดศูนย์กลางเก้าจุดของสามเหลี่ยม[ 1 ] [ 2 ]ให้, , และเป็นระยะทางสามระยะของจุด Feuerbach ไปยังจุดยอดของสามเหลี่ยมกลาง...

พิกัด

พิกัดสามมิติสำหรับจุดเฟือร์บัคคือ[ 2 ]1−คอส⁡(บี−ซี):1−คอส⁡(ซี−เอ):1−คอส⁡(เอ−บี).{\displaystyle 1-\cos(BC):1-\cos(CA):1-\cos(AB)}พิกัดแบรีเซนทริกของมันคือ[ 8 ](ส−เอ)(ข−ค)2:(ส−ข)(ค−เอ)2:(ส−ค)(เอ−ข)2,{\displaystyle (sa)(bc)^{2}:(sb)(ca)^{2}:(sc)(ab)^{2},}โดยที่s...