幾何學中,皮匠刀問題(中國和日本常稱為圓內容累圓術)研究中一列互相外切又與皮匠刀的邊界相切的圓的性質。是三個半圓所包圍的部分,在大半圓直徑AB上任取一點C,以AC及CB為直徑在同一方向分別作半圓,便得到了皮匠刀。帕普斯證明了該列互相外切的圓的半徑與其圓心到AB距離的關係。此列圓又稱為帕普斯鏈()。
問題概述
設在皮匠刀內有一連串互相外切的圓Q_1、Q_2、Q_3、⋯(同時又切於兩半圓的弧),則各圓圓心Q_n到直線AB的距離D_n及其半徑r_n、滿足
D_n=2nr_n
證明
反演證法
以點A為反演中心作與圓Q_n正交的圓。以AB及AC為直徑的半圓會被反演成垂直於AB,與Q_n相切的兩條射線Q_{AC}^及Q_{AB}^。而Q_1到Q_{n-1}的其他圓則會被反演成直徑相等,互相外切且與Q_{AC}^及Q_{AB}^這兩條平行線相切的一連串的圓。而以BC為直徑的半圓反演變換後的圖像類似於Q_1^*,而其圓心在AB上。由圖像易知上等式成立。
參考資料
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