用帕斯卡线解答数学问题2284

2017-12-24 09:20李伟健
数学通报 2017年3期
关键词:帕斯卡二次曲线射影

李伟健

(安徽省滁州中学 239000)

帕斯卡线是圆锥曲线中一条重要性质,反映了射影变换的不变性质—结合性,本文拟从帕斯卡线的角度解答数学问题2248,解答过程中,发现了数学问题2248存在另一对平行的直线.

Pascal线对于任意一个内接于非退化的二阶曲线的简单六点形,它的三对对边的交点在一条直线上,即Pascal线.

数学问题2284如图,非退化二次曲线c内接三角形ABC内接四边形DEFG满足:DE∥AB,EF∥BC,FG∥CA.过点A作直线l∥DG.求证:直线l是二次曲线c的切线.

证明将这一问题放入射影空间,从射影空间看,互相平行的直线是交于无穷远点的直线,设M=DE×AB,Q=EF×BC,N=FG×CA,且设K=AE×BG,T=AA×DG,无穷远直线记为l,

(1)曲线c的简单六点形AEFGBC,其帕斯卡线为三点AC×FG=N,BC×FE=Q,AE×BG=K连线,此帕斯卡线为直线l,所以K∈l;

(2)曲线c的简单六点形ABGDEA,其帕斯卡线为三点AB×ED=M,EA×GB=K,AA×GD=T连线,此帕斯卡线为直线l,所以T∈l;

因此,从欧几里得平面看非退化二次曲线c在点A处的切线平行于直线DG,所以直线l是二次曲线c的切线.

从证明的过程看,由于K∈l,一旦连接AE、BG,直线AE与直线BG必然平行.

因此说数学问题2284实际上是一个射影命题,因而它的本质解答必然是属于射影几何的,原解答从曲线方程的角度解答,计算量实在是太大了,所以笔者在此呼吁,中学阶段的圆锥曲线问题的探究活动,迫切需要射影几何指导.师范大学应对此重视,毕竟这对提高中学数学教师对圆锥曲线的探究水平,乃至教学水平都是一件经得起时间考验的事情.

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