趙臨龍
兩千多年前,歐幾里得(Euclid,公元前330-275)的《幾何原本》問(wèn)世之后,很快取代了以前的幾何教科書(shū),歐幾里得的《幾何原本》原始用希臘文寫(xiě)成,后來(lái)被翻譯成多種文字.1255年左右,坎帕努斯(Campanus of Novara,約13世紀(jì)初-1296)參考數(shù)種阿拉伯文本及早期的拉丁文文本,重新將《幾何原本》譯成拉丁文.1482年,《幾何原本》正式以印刷本的形式在威尼斯出版,這是西方最早印刷的數(shù)學(xué)書(shū).[1]《幾何原本>第三篇的第35個(gè)和第36個(gè)命題,為著名的“圓冪定理”,[2]
在幾何中,圓冪定理成為人們研究線段關(guān)系的重要定理,因此人們將圓冪定理引入到二次曲線中,探討二次曲線“冪定理”的線段關(guān)系式,
阿波羅尼奧斯(Apollonius of Perga,約公元前262-190年)的《阿波羅尼奧斯圓錐曲線論》(共8卷),前4卷最早由敘利亞人希姆斯(Hilal ibn Abi HilalaIHimsi,卒于883或884)譯成阿拉伯文,第5-7卷由塔比伊本庫(kù)拉(Thabit ibn Qurra,約公元826-901年)從另外的版本譯成阿拉伯文.1537年,第1-4卷的拉丁文譯本由J.B.門(mén)努斯(Menus)在威尼斯出版;1661年,第5-7卷最早的拉丁譯本的譯者是A.埃凱倫西斯(Echellensis)及G. A.博雷利(Borelli),在佛羅倫薩出版,《阿波羅尼奧斯圓錐曲線論》(第3卷),命題17、命題23,分別討論了橢圓和雙曲線的相關(guān)的“冪定理”,[3]但沒(méi)有涉及到拋物線冪定理,
命題1(中心二次曲線冪定理) 過(guò)平面上一個(gè)定點(diǎn)P,任作一直線與中心二次曲線r交于D,E兩點(diǎn),過(guò)r的中心0作平行于PD的直線交r于點(diǎn)PD,則PE·PD/OK2為定值(這里PD,PE表示有向線段的數(shù)量).
1891年,科克肖特(Cockshott)、沃爾特斯(Walters)著《圓錐曲線的幾何性質(zhì)》,給出拋物線的冪定理,[4]
命題2(無(wú)心二次曲線冪定理) 過(guò)平面上一個(gè)定點(diǎn)P,任作一直線與無(wú)心二次曲線r交于D,E兩點(diǎn),過(guò)r的焦點(diǎn)F作平行于PD的直線交橢圓于K1,K2,則PE·PD/k1k22為定值(這里PD,PE表示有向線段的數(shù)量).
因此,二次曲線統(tǒng)一的“冪定理”形式,引起人們的注意,但文獻(xiàn)[5-10]基本上都是從代數(shù)形式,并沒(méi)有從幾何上給出統(tǒng)一“冪定理”形式,對(duì)于一般二次曲線統(tǒng)一的“冪定理”的幾何模型還沒(méi)有完全建立,對(duì)二次曲線“冪定理”的內(nèi)在結(jié)構(gòu)未能很好認(rèn)識(shí),使二次曲線冪定理的應(yīng)用受到極大影響.
1 橢圓的冪定理
定理1(橢圓的冪定理)設(shè)點(diǎn)P為不在橢圓r(其中橢圓中心為點(diǎn)0)上的一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P的直線PAB,PCD分別與橢圓相交于點(diǎn)A,B,C,D,EOF與GOH分別為橢圓r中平行于兩直線PAB,PCD的直徑,證明:|PA|·|PB|/|PC|·|PD|=|EF|2/|GH|2
2 雙曲線的冪定理
定理2 (雙曲線的冪定理)
3 拋物線的冪定理
定理3(拋物線的冪定理)
4 二次曲線冪定理的統(tǒng)一形式
定理4(二次曲線的冪定理)
參考文獻(xiàn)
[1](希臘)歐幾里得著,蘭紀(jì)正,朱恩寬譯.歐幾里得一一幾何原本[M].西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社,2003
[2]方亞斌.幾何名題衍生高考題[J].中學(xué)數(shù)學(xué)雜志,2012 (3): 49-53
[3](英)阿波羅尼奧斯著,朱恩寬,張毓新,張新民等譯.圓錐曲線論(1-4卷)[M].西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社,2007
[4](英)A.科克肖特,F(xiàn)·B·沃爾特斯著,蔣聲譯,圓錐曲線的幾何性質(zhì)[M].上海:上海教育出版社,2002
[5]申建春.從圓冪定理到圓錐曲線冪定理[J].中學(xué)數(shù)學(xué),1989 (2):27
[6]朱連芳.圓冪定理在橢圓上的推廣[J].遼寧大學(xué)學(xué)報(bào)(自),1994,21 (2):24-27
[7]陳波.從圓冪定理到圓錐曲線冪定理[J].數(shù)學(xué)教學(xué),1996 (5):42-45
[8]呂子梁.圖冪定理在圓錐曲線中的推廣應(yīng)用[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考,1996 (12)(下):42
[9]李超英.圓冪定理在圓錐曲線上的推廣[J].中學(xué)數(shù)學(xué)月刊,2005 (11):32-33
[10]鄭觀寶.圓錐曲線的“冪定理”[J].數(shù)學(xué)教學(xué),1997 (6):36-37