タッカー円

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パラメタtにおけるタッカー円(茶)、外接円(紫)、第一ルモワーヌ円(緑)、第二ルモワーヌ円(赤)第三ルモワーヌ円(橙)、六点円(青)

タッカー円(タッカーえん、: Tucker circles[1][2]は、幾何学において、ロバート・タッカーの名を冠する三角形の円ドイツ語版の集合である。集合であることを明示する場合、タッカー円の群またはタッカー属とも言われる[3][4][5]。タッカー円の特殊な場合として、外接円第一ルモワーヌ円ドイツ語版第二ルモワーヌ円ドイツ語版第三ルモワーヌ円ドイツ語版テイラー円などがある。

辺の平行線、逆平行線からなるタッカー六角形とその外接円タッカー円(赤)。

三角形の辺またはその延長上のある点から、他の辺の平行線逆平行線を引く。その直線と3つめの辺(またはその延長)から、次の辺の、平行線と逆平行線のうち、先とは異なる方の直線を引き、別の辺との交点を取る。この操作を延べ6回繰り返して得た点は最初に決めた点と一致する。また、6回の操作の中で得た6点は共円である(タッカーの定理[5])。

具体的に書けば、ABCについて、直線AB上の点Qcを取り、Qcを通るACの平行線(逆平行線)とBCの交点をPaPaを通るABの逆平行線(平行線)とACの交点をQbQbを通るBCの平行線(逆平行線)とABの交点をPcPaを通るACの逆平行線(平行線)とBCの交点をQaQaを通るABの平行線(逆平行線)をPbとすると、Pbを通るBCの逆平行線(平行線)とABQcで交わり、さらに六点Qc, Pa, Qb, Pc, Qa, Pb同一円周上にある

この円をタッカー円といい、文中の平行線と逆平行線を辺とする六角形をタッカー六角形(Tucker hexagon)という[6][7]。タッカー六角形はルモワーヌ六角形の一般化である。

性質と関係

タッカー円とタッカー六角形(茶)
直線(ブロカール軸)上に中心を持つタッカー円の包絡線はブロカール内接楕円(赤)。

以下では、基準三角形ABC類似重心K外心O、 タッカー六角形をQcPaQbPcQaPbとする。ただしQcPa, QbPc, QaPbが各辺と逆平行である。また、Tをタッカー円の中心、LAKQbPcの交点、MBKQcPaの交点、NCKQaPbの交点、 Ha, Hb, HcをそれぞれABCの各頂垂線の垂足と定義する。

  • 三角形の辺の逆平行線であるタッカー六角形の辺の長さは等しい。つまり
  • 頂点と類似重心を結ぶ直線によって二等分される[7]。つまり
  • 逆平行線であるタッカー六角形の辺は、垂心三角形HaHbHcの対応する辺に平行である[8]。つまり、
  • LNMABCを中心にして相似である[7]。つまり、
  • 三角形の辺の逆平行線であるタッカー六角形の辺は、対応する頂点と外心を結ぶ直線と直交する[7]。つまり
  • タッカー円の中心Tはブロカール軸KO上にある。比LNMABCの相似比に比例する[7]。つまり、
  • タッカー六角形が基準三角形に退化する、つまりとなるとき、外接円をタッカー円として得られる。

タッカー円を線分の符号付長さを媒介変数として表す。

タッカー円の半径はを用いて次の様に与えられる[8]

代表的な値の場合を以下の表に載せた[8]

タッカー円 パラメタ
外接円
第一ルモワーヌ円
第ニルモワーヌ円
第三ルモワーヌ円
六点円
アポロニウス円

で記述すると、次のようになる。

半径は、ωをブロカール角として

タッカー円 パラメタ
外接円
第一ルモワーヌ円
第ニルモワーヌ円
剣持円 (Sは面積
ゲラトゥリ円
六点円
アポロニウス円 (rは内半径、pは半周長

空間

ルモワーヌ点[註 1]を持つ四面体等力四面体)にも、同様にしてタッカー円の類似物、タッカー球を作ることができる。

等力四面体A1A2A3A4とルモワーヌ点を中心に相似の位置にある四面体B1B2B3B4について、平面B2B3B4と直線A1A2,A1A3, A1A4の交点、平面B3B4B1と直線A2A1,A2A3, A2A4の交点、平面B4B1B2と直線A3A1,A3A2, A1A4の交点、平面B1B2B3と直線A4A1,A4A2, A4A3の交点、延べ12点は同一球面上にある。このをタッカー球と言う[9]

出典

参考文献

関連項目

外部リンク

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