6.△ABC,平面内一点P,P的Ceva三角形为△DEF,△DEF的内心I,旁心Ia,Ib,Ic,则A,B,C,P,I,Ia,Ib,Ic共等轴双曲线
证明:(telvcohl)设X=B₁C₁∩A₁I_a,Y=AB∩A₁I_a,Y'=CP∩A₁I_a,Z=AC∩A₁I_a,Z'=BP∩A₁I_a,考虑A₁I_a上由经过A,B,C,P的二次曲线束定义的对合,由(Y,Y';A₁,X)=(Z,Z';A₁,X)=-1知A₁,X是对合的不动点,由(I,I_a;A,X)=-1知I_a在经过A,B,C,P,I的二次曲线上,对于其余旁心I_b,I_c同理。同时注意到内心是三旁心组成的三角形的垂心,故A,B,C,P,内心,旁心八点共等轴双曲线
注:对合构造并不鲜见,它可以用来证明共点(二次曲线的对合的互逆对连线过对合中心),调和点列(对合不动点调和分割互逆对),点在二次曲线上(DIT),实现度量引入(直线上的对合只有两种,反演与中心对称,前者可以参与进来倒边,后者可以简化问题),参与度量证明(对合由两对互逆对唯一决定)
对(D)DIT的说明:
都是笛沙格对合定理(对偶形式)的背景 by qcaxq
对最后一段话的说明:
这实际上是这个定理“一条二次曲线若经过垂心,则是等轴双曲线”。
证明:设H为△ABC的垂心,简单四点形ABCH内接于二次曲线α,根据DIT,AB,CH上的两个无穷远点;AH,BC上的两个无穷远点,是简单四点形在无穷远直线上确定的对合的互逆对,且二次曲线与无穷远线的两个交点也是此对合的互逆对。前两组对合的互逆对成垂直方向,是无穷远直线上的绝对对合的互逆对,因为对合由两对互逆对唯一决定,(故该对合与绝对对合重合)所以二次曲线上的两个无穷远点也成垂直方向,则渐近线相互垂直,从而二次曲线是等轴双曲线。
命题反过来也成立,如果将两条互相垂直的直线看做退化等轴双曲线,可以推广命题