14-4 楕円を見込む角が直角の軌跡の画像

Cabriの動画(CabriU,Cabri3D)に対するJavaのセキュリティ対応が厳しくなり, 動画を見るには次の設定が必要です.
Java ver7まででしたらセキュリティーの設定レベルを中にし, 指示に従えば見ることができます(このアプリケーションを実行しますかと聞いてくるので, リスクを受け入れこのアプリケーションを実行しますにチェックをいれて実行).
Java ver8以降はセキュリティーの設定レベルで中がなくなり,
Javaコントロール・パネルを表示
セキュリティーのタブをクリック
サイト・リストの編集をクリック
追加をクリック
本ホームページのアドレス
http://sshmathgeom.private.coocan.jp/
を入力し
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なお現在Google Chrome はサポートされていません.firefox または Internet Explorer をお使いください.

次の図で点Pをドラッグしてみましょう.外接する長方形ABCDが動きます. この長方形は必ず楕円に外接し円に内接します.
楕円に外接し,円に内接する四角形が一つ存在すれば必ずこのような現象が 起こるというのがポンスレの閉形定理です.





ポンスレの閉形定理を説明します.
紙と定規,コンパスを用意し,自由に△ABCを書き,この三角形の内接円Iと 外接円Oを書きましょう.
次に外接円上に一点Pをとり,Pから円Iに接線を2本引き,円Oとの交点をQ,R とします.このときPを円O上のどこにとっても直線QRは必ず円Iに接する.
これがポンスレの閉形定理の原型です.

次の図でポンスレの閉形定理を確認しましょう.
△ABCの頂点をドラッグすると三角形の形が変わります.さらに点Pを周上ドラッグすると 三角形が変わります.







この性質が,三角形でなくn角形でも成り立ち, 内接,外接するのが円でなく一般の2次曲線でも成り立つというのが一般のポンスレの定理です.
すごい定理ですね.興味が出てきたらポンスレの閉形定理を 眺めてみましょう.


ポンスレの閉形定理は大学入試でも扱われています.

問題(1990年東京大)
円x2+y2=1をC0, 楕円x2/a2+y2/b2=1, (a>0,b>0)をC1とする.
C1上のどんな点Pに対しても,Pを頂点にもち C0 に外接してC1に内接する平行四辺形が存在するための必要十分条件をa,bで表せ.

解答


次の図で点Cまたは点Pをドラッグしてみましょう.







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