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设一点在共轴圆组的一个圆上移动,则这点关于这组中另两个圆的幂的比是一个定值,即这点所在圆的圆心到另两个圆圆心的距离的比.
证明 1: 见《近欧》§114
设这三个圆为 $c, c_1, c_2$; $P$ 为 $c$ 上任意一点, $P$ 到根轴的垂线为 $P Q$, $P$ 关于圆 $c$ 的幂为 $P(c)$, 则
$$
P(c)=0, P\left(c_1\right)=2 \overline{P Q} \cdot \overline{C C_1}, P\left(c_2\right)=2 \overline{P Q} \cdot \overline{C C_2} \text {. }
$$
因此立即得
$$
\frac{P\left(c_1\right)}{P\left(c_2\right)}=\frac{\overline{C C_1}}{\overline{C C_2}},
$$
证明 2:
共轴圆组$\Gamma$是经过两个点$A,B(A≠B)$(坐标是实数或共轭虚数)的所有圆的集合.
设$\{(x,y):P(x,y)=0\}∈\Gamma$, 则$P(A)=P(B)=0,Q(A)=Q(B)=0$, 所以$(λP+Q)(A)=(λP+Q)(B)=0$.
而$(λP+Q)(x,y)=0$是一个圆, 所以$\{(x,y):(λP+Q)(x,y)=0\}∈\Gamma$, 所以$\{\{(x,y):(λP+Q)(x,y)=0\}:λ∈\Bbb R\}\subseteq\Gamma$.
反过来对任意点$C(≠A,B)$, 过$A,B,C$的圆是唯一的, 使$(λP+Q)(C)=0$的$λ=\frac{-Q(C)}{P(C)}$也是唯一的, 所以$\{\{(x,y):(λP+Q)(x,y)=0\}:λ∈\Bbb R\}=\Gamma$. |
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