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1720号问题的极点、极线结构

2017-01-09李伟健

数学通报 2017年9期

李伟健

(安徽省滁州中学,239000)

文[1]提出的1720号数学问题内容如下:△ABC中,以BC为轴(长轴或短轴均可)作一椭圆交AB于E,交AC于F.设M、N分别是点E、F关于直线BC的对称点,EN交FM于D.求证:AD⊥BC.文[2]给出了证明方法,之后文[3]、文[4]进行了大篇幅的讨论分析,得出的结论极富美感,但两者推理过程由于计算过于繁琐而稍显不和谐,笔者从极点、极线出发简化文[4]的证明;另外文[4]对文[3]的推广工作并不彻底,本文对文[4]补充完善,并彻底推广了文[3]的工作;此外,回归原问题,在思考1720号问题的结构过程中,得到了一个有趣性质,并以此为基础,解释了文[5]作者赵忠华老师利用几何画板发现的一个有趣现象.

1 文[4]推理过程的简化

文[3]对1720号问题开展分析讨论,得出两个结论,即为:

结论1以△BC中的BC为长轴(实轴)的椭圆(双曲线)交此三角形的另两边AB、AC分别于点E、F.设M、N分别是点E、F关于直线BC的对称点,G、H分别是E、F在x轴上的射影,连EN交FM于D,连EH交FG于K,连BF交CE于Q,过点E、F分别作椭圆(双曲线)的切线交于点P,则A、P、Q、K、D五点共线.

文[4]同样对数学问题17 20试图对结论1进行推广,探究得到的4个结论,概括地来说,即为如下结论:

结论2设A,B,C,D是非退化二阶曲线Γ上不同的四点,连直线AC、BD交于点M,连直线AD、BC交于点N,过点A,B分别作曲线Γ的切线交于点P,过点C,D分别作曲线Γ的切线交于点Q.则M、N、P、Q四点共线.

该结论具有和谐的美感,不足之处在于论证过程过于繁琐而失去美感,本文从极点与极线的角度,结合配极原理,予以论证,即:

证明记R=AB×CD,由于MNR是自极点三点形,直线MN为R的极线,因为PA,PB与Γ相切于点A,B,所……

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