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帕普斯定理

发布时间:2023-09-06 14:25:10

帕普斯(Pappus)定理,指的是直线l1上依次有点A,B,C,直线l2上依次有点D,E,F,设AE,BD交于P,AF,DC交于Q,BF,EC交于R,则P,Q,R共线。

帕普斯定理详细介绍

帕普斯(Pappus)定理,指的是直线l1上依次有点A,B,C,直线l2上依次有点D,E,F,设AE,BD交于P,AF,DC交于Q,BF,EC交于R,则P,Q,R共线。

帕普斯定理

设U,V,W,X,Y和Z为平面上六条直线。如果:

(1)U与V的交点,X与W的交点,Y与Z的交点共线,且

(2)U与Z的交点,X与V的交点,Y与W的交点共线, 则

(3)U与W的交点,X与Z的交点,Y与V的交点共线。这个定理叫做帕普斯定理。

帕普斯定理验证推导

证明方法1

帕普斯定理

(证明过程见图1)

证明方法2

利用布列安桑定理及其逆定理证明:

如图2,一直线上三点A、B、C,另一直线上三点D、E、F,AE∩BD=M,AF∩DC=N,BF∩EC=O

延长MO至P,由布列安桑逆定理知六边形PCBMEF内切圆锥曲线,由凹六边形AMDFPC及其内切圆锥曲线的布列安桑定理知对角线AF∩DC∩MP=N,则M、N、O共线,帕普斯定理得证。

帕普斯定理对偶命题

由两点A,B各出发三条射线,A1,A2,A3;B1,B2,B3,设过A1,B2交点;A2,B1交点的直线为C1,过A2,B3交点;A3,B2交点的直线为C2,过A1,B3交点;A3,B1交点的直线为C3,则C1,C2,C3共点。

该对偶命题仍然可以利用帕普斯定理(几何变换形态)及笛沙格定理(逆)证明

帕普斯定理

此定理在圆中依然成立,圆中以任一直径为界线,直径两侧分别取A1,A2,A3;B1,B2,B3。连接A1,B2;A1,B3。A2,B1;A2,B3。A3,B1;A3,B2.则A1B2,A2B1交于C1;A1B3,A3B1交于C2;A2B3,A3B2交于C3。且C1,C2,C3共线。

由射影几何中的对偶原理(此处体现为点线互换)可知,它与帕普斯(Pappus)定理是等价的。

该对偶命题是布利安桑定理的特例。

帕普斯定理定理推广

明显的,当二次曲线上的帕斯卡定理中二次曲线退化为两条相交直线(在射影平面中,我们认为平行直线相交于无穷远点),即为帕普斯(Pappus)定理。

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