4.2 Pascal 定理和 Brianchon 定理
Pascal 定理和 Brianchon 定理
Pascal 定理
设简单六边形
ABCDEF
内接于一条非退化二次曲线。六条边为
AB, BC, CD, DE, EF, FA.
三组对边是
AB↔DE,BC↔EF,CD↔FA.
令
X=AB∩DE,Y=BC∩EF,Z=CD∩FA.
则
X,Y,Z 三点共线.
直线 XYZ 称为该六边形的 Pascal 线。
Brianchon 定理
若六边形 ABCDEF 的六条边都与一条非退化二次曲线相切,则
AD,BE,CF 三线共点.
Pascal 与 Brianchon 的对偶对应为:
| Pascal | Brianchon |
|---|
| 六个顶点在二次曲线上 | 六条边与二次曲线相切 |
| 三对对边分别相交 | 三对相对顶点分别连接 |
| 三个交点共线 | 三条连线共点 |
记忆:
- “内接”看顶点,用 Pascal;
- “外切”看边,用 Brianchon。
逆定理
在一般非退化位置下,Pascal 定理的逆定理为
AB∩DE,BC∩EF,CD∩FA 三点共线
⟹
A,B,C,D,E,F 共一条非退化二次曲线.
对偶地,Brianchon 的逆定理为:若 AD,BE,CF 三线共点,则六边形的六条边共切于一条二次曲线。
Pascal 的五点极限形式
在内接六边形 ABCDEF 中令 F 沿曲线趋近 A,则弦 FA 趋近 A 点的切线 tA。三个 Pascal 交点变为
X=AB∩DE,
Y=BC∩EA,
Z=CD∩tA,
且 X,Y,Z 仍共线。
因此,已知二次曲线上五点 A,B,C,D,E 时,可作
X=AB∩DE,Y=BC∩EA,
连接 XY,再令
Z=XY∩CD.
则
AZ 是二次曲线在 A 处的切线.
与 Pappus 定理的关系
当非退化二次曲线退化成两条直线,六个顶点交错位于这两条直线上时,Pascal 定理退化为 Pappus 定理。
一刷取舍
- 必须会:Pascal 和 Brianchon 的图形、对偶关系与逆定理。
- 建议会:用 Pascal 的五点极限形式作切线。
- 可略:定理 4.7 的线束射影对应证明,四点形和三点形的全部极限情形,后续复杂作图例。
二刷待补
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