9. 補遺 補遺1 $I(O):C_1\mapsto C_2$のとき $O$を頂点とする底面が$C_1$である斜円錐上に円$C_2$が存在することである.したがって, 2円$C_1,C_2$が同一球面上にあれば,この2円は1つの斜円錐上にある 補遺2 円$O$が与えられたとき,点$P$の冪は正とは限らない. 負になるときもある.実際,右上図で,すなわち点Pが円$O$の外部にあるとき, $PA\cdot PB=PC\cdot PD=PT^2=PO^2-R^2$ ただし円$O$の半径を$R$とする. 右下図で,すなわち点$P$が円$O$の内部にあるとき. $PA,PB$の向きが逆のとき,$PA\cdot PB=-|PA||PB|$と定義する. $PA\cdot PB=PC\cdot PD$ $=-|PM||PN|=-(R+OP)(R-OP)=PO^2-R^2$ 負の方べきも考え反転変換は次のように定義すべきである. 定義 $O$を定点,$k(\neq 0)$を定数とする. 平面上または空間上の$O$と異なる点$P$に対して,直線$OP$上の点$P^*$を $OP\cdot OP^*=k \cdots (\sharp)$ で定める.$(\sharp)$の意味は $k > 0$のときは $OP,OP^*$は同じ向きで $|OP||OP^*|=k$ $k < 0$のときは $OP,OP^*$は反対向きで $|OP||OP^*|=|k|$ このとき,変換$P\mapsto P^*$を反転変換といい,$O$を反転の中心,$k$を冪または反転冪という. この反転変換を$I(O,k)$と表す. 本稿では,複雑になることを考慮し,負の冪の反転変換は考えてこなかった. ここで,負の冪の反転変換について少し述べておく. $k < 0$のとき$I(O,k),I(O,|k|)$を比較する. $I(O,|k|):P\mapsto P^*;I(O,k):P\mapsto P^{**}$ とすると $|OP||OP^*|=|k|,|OP||OP^{**}|=|k|$ すなわち,$P^*$と$P^{**}$は$O$に関して対称である. したがって,点$O$に関する点対称変換を$T(O)$とすれば $k < 0$のとき $I(O,k)=T(O)\circ I(O,|k|)$ が成り立つ.点対称変換は,角度を保ち,直線,円,平面,球面はそれぞれ同じ図形に移るから, 冪が負の反転変換も冪が正の場合と同じ性質を持っている. 負の冪の反転変換も考えるなら,すでに述べた, $O$を中心とする,半径$R$の円と2点$A,B$が与えられたとき,2点$A,B$を通り,円$O$の直径の両端を通る円は, $I(O,-R^2):A\mapsto A^*$ で$A^*$をさだめ,3点$A,A^*,B$を通る円で与えれれる. 実際,2点$A,A^*$を通る円$C$と円$O$との交点の片方を$P$とし,$PO$の延長と円$C$との交点を$Q$とする. $OP\cdot OQ=OA\cdot OA^*=R^2$ さらに,$OP=R$より$OQ=R$ したがって,$Q$は円$O$上より,$PQ$は円$O$の直径.すなわち,円$C$は円の$O$の直径の両端を通る. これは,球面の極射影で用いた円の作図法である.
2円$C_1,C_2$が同一球面上にあるとき.平面$\pi$と$C_1,C_2$と交点をそれぞれ$A,B$および
$C,D$とし,$AC,BD$の交点が球の外部にある場合だけを扱ったが,交点が球の内部にあるとき, |