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Traducir una prueba euclidiana hiperbólico lenguaje...

Usuario HyperLuminal pidió ayuda a demostrar la siguiente declaración:

La conexión de los pies de las alturas de un triángulo dado, se obtiene otro triángulo con las alturas del triángulo original son bisectrices de los ángulos de la nueva triángulo.

Usuario @Alexey Burdin dio bonita respuesta. Alexey la respuesta está basada en un hecho cierto sólo en la geometría Euclidiana. Había un patio con dos opuestos ángulos rectos y utiliza el hecho de que este cuadrángulo tiene una especial circum círculo centrado en el punto altitud del triángulo de la OP... (Pls. ver su respuesta.)

Mi reclamo es que el OP afirmación es verdadera en la geometría hiperbólica así. Sin embargo no puedo probar esta afirmación. Mi principal problema es que no puedo desapegarme de la Burdin solución.

Ayuda necesaria, ya sea para falsificar mi reclamación o para probarlo.

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Brian Deacon Puntos 4185

He aquí una prueba de coordenadas utilizando el modelo de disco de Poincaré (identificado con el círculo unitario).

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Tomar $A = (p,0)$, $B=(q,0)$, $C=(0,r)$ (para los no-cero $p$, $q$, $r$), de modo que el origen es el pie de la altura desde $C$. La inversión de $B$ en el círculo unidad, naturalmente, da $B^\prime = (q^{-1},0)$, lo que nos permite encontrar la ecuación de la circunferencia (que representa a la hiperbólica línea) a través de$B$$C$: $$\bigcirc{B^\prime BC}:\quad x^2+y^2 - 2x \dot{q} - 2y \dot{r} + 1 = 0$$ donde$\dot{q} := \frac12(q+q^{-1})$$\dot{r} = \frac12(r+r^{-1})$.

La inversión de $A$ en el círculo unitario para obtener $A^\prime$, y la inversión de $A$ $\bigcirc{B^\prime BC}$ conseguir $A^{\prime\prime}$ da la ecuación para el círculo que representa la altitud de $A$:

$$\bigcirc A^\prime AA^{\prime\prime}:\quad x^2+y^2 - 2 x \dot{p} \dot{r} + 2 s \frac{ \dot{p} \dot{q} - 1 }{\dot{r}} + 1$$

Los pies de altitud, $D$, es la intersección de los dos círculos. Pie $E$ de la altura de $B$ es otro ejemplo de intersección. En lugar de resolver el desordenado cuadráticas, recordemos que estamos interesados en comparar las $\angle DOB$$\angle EOA$. Entonces, porque hiperbólico líneas a través de las $O$ están representados por Euclidiana líneas, por lo que el $D = (d, d m)$ para algunas pendiente $m$, podemos sustituir las coordenadas en las dos ecuaciones anteriores; la eliminación de $d$, obtenemos $$m = - \frac{(p - q) (1 - p q) \dot{r}}{ 2 p q \left( \dot{p} \dot{q} + \ddot{r}^2 \right)} \etiqueta{$\star$}$$

donde $\ddot{r} := \frac12(r-r^{-1})$.

La fórmula ($\star$) es anti-simétrica en $p$ $q$ (equivalentemente, este análisis es anti-simétrica en $A$$B$): conmutación de los parámetros sólo cambia el signo del valor. En consecuencia, el ángulo formado por (Euclidiana o hiperbólica) líneas de $\overline{OD}$ $\overline{OE}$ es atravesada por $\overline{OC}$ (aquí, el $y$-eje). $\square$


Notas. Recordemos que en el modelo de Poincaré, la distancia Euclídea $d$ desde el origen representa la distancia hiperbólica $d^\star = \log\frac{1+d}{1-d}$, por lo que $$d = \frac{\exp d^\star - 1}{\exp d^\star + 1} =\tanh\frac{d^\star}{2} \qquad \dot{d} = \coth d^\star \qquad \ddot{d} = -\operatorname{csch} d^\star$$

Por lo tanto, podemos finalmente escribir ($\star$) como $$m = \frac{\sinh(p^\star - q^\star)\;\sinh 2r^\star}{2(\;\sinh p^\star \sinh q^\star + \cosh p^\star \cosh q^\star \sinh^2 r^\star\;)} \tag{$\estrellas\estrella de$}$$ donde $p^\star := |OA|$, $q^\star := |OB|$, $r^\star := |OC|$ son hiperbólicos longitudes de los elementos en hiperbólico $\triangle ABC$. (Asignamos a los signos opuestos a $p^\star$ $q^\star$ si están en lados opuestos de $O$, y la coincidencia de los signos si están en el mismo lado de la $O$.) Expresan $(\star\star)$ en los términos de los lados y los ángulos de $\triangle ABC$ se deja como ejercicio para el lector. (Como punto de partida: $p^\star - q^\star = |AB|$. También, como una comprobación de validez: la fórmula se debe reducir a $\tan C$ en el "infinitesimal", ya que $\angle AOE = \angle BOD = \angle C$ en un triángulo Euclidiano.)

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Willemien Puntos 2422

No está seguro de si su conjetura es verdadera en la geometría hiperbólica.

Aquí es una construcción a prueba y jugar con ella (y de inspiración para una prueba o para encontrar un contraejemplo)

Recuerdo UN ejemplo contrario es suficiente para refutar su hipótesis, pero ninguna cantidad de ejemplos es suficiente para probar su conjetura (para la prueba de que usted necesidad justa de otras maneras)

Se trata de una fiddely de la construcción. (advirtió)

La mejor manera es construir en el Beltrami klein modelo de geometría hiperbólica (ver https://en.wikipedia.org/wiki/Beltrami%E2%80%93Klein_model )

La página de la wikipedia da toda la construcions que usted necesita para hacer un contramodelo. ( Yo resently agregó :)

  • Empezar con un triángulo

  • Encontrar el polares de los lados

  • Dibujar líneas entre los vértices del triángulo y de los polos de los lados opuestos

  • Construir el triángulo de altitud

  • Construcción de las bisectrices de los ángulos de referencia (véase la página de la wikipedia) y comprobar si se alinean

Buena suerte

EDITADO

primero pensé que había encontrado un contraejemplo, pero luego reconcidering tal vez he cometido un error en alguna parte de mi construcción (¿no te dije que era fiddely ? , ver comentarios)

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