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楼主: 陈九章

[讨论] 椭圆的周长最大内接三角形的特殊点

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 楼主| 发表于 2023-5-11 09:00:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 陈九章 于 2023-5-11 10:35 编辑

把张老师25楼中给出的三角形外接/内切光反射椭圆的离心率方程显化为函数式:
1.png
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
 楼主| 发表于 2023-5-17 16:46:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 陈九章 于 2023-5-17 18:33 编辑

陈殿林老师用GGB软件作出了三角形的内切、外接光反射椭圆离心率方程的图形
c.png
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 楼主| 发表于 2023-5-17 22:00:08 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2023-5-26 21:10:06 | 显示全部楼层
因为Na(p-a,p-b,p-c),根据老封的广义Gergonne二次曲线离心率公式,
可以求出三角形的内切、外接光反射椭圆的离心率(有点繁):

微信图片_20230526185657.jpg
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发表于 2023-5-26 23:12:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 creasson 于 2023-5-26 23:17 编辑

若记$T = \cos A + \cos B + \cos C$, 为三角形内角余弦之和, 则三角形的内切光反射椭圆的离心率$e$满足方程:
\[\frac{{{e^4}}}{{1 - {e^2}}} = \frac{{16(3 - 2T)}}{{{{(T - 1)}^3}(3 + T)}}\]
三角形的外接光反射椭圆的离心率$e$满足方程:
\[\frac{{{e^4}}}{{1 - {e^2}}} = \frac{{4(3 - 2T)}}{{(T - 1)(3 + T)}}\]

点评

谢谢 creasson 先生!因为简单而精彩!  发表于 2023-5-27 14:05
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 楼主| 发表于 2023-5-27 16:58:19 | 显示全部楼层
改写一下creasson 先生的公式
k.png
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 楼主| 发表于 2023-5-27 17:10:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 陈九章 于 2023-5-27 17:24 编辑

r.png
R-2r,4R+r:有明显的几何意义。

点评

求两个椭圆公共焦点G1、G2之间的距离,是困难而有趣的。  发表于 2023-5-27 17:16
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发表于 2023-5-27 19:10:34 | 显示全部楼层
本帖最后由 creasson 于 2023-5-27 19:12 编辑
陈九章 发表于 2023-5-27 17:10
R-2r,4R+r:有明显的几何意义。


用传统计算法是较困难的,基于有理表示则相对容易.
微信截图_20230527185445.png
于是两焦点之距离为
\[|{Z_1} - {Z_2}| = |{z_1} - {z_2}|BC = \sqrt {\frac{{{{(1 + {s^2})}^{3/2}}{{(s + t)}^2}\sqrt {(1 + {t^2})(1 + {s^2} - 8st + {t^2} + 9{s^2}{t^2})} }}{{{s^2}(1 + {t^2}){{(1 + {s^2} + st + {t^2})}^2}}}} a\]
转化为以三角形边长$a,b,c$表示则是
\[|{Z_1} - {Z_2}| = 4\frac{{\sqrt[4]{{{a^3}{b^3}{c^3}({a^3} - {a^2}b - a{b^2} + {b^3} - {a^2}c + 3abc - {b^2}c - a{c^2} - b{c^2} + {c^3})}}}}{{(2ab + 2ac + 2bc - {a^2} - {b^2} - {c^2})}}\]

点评

无须客气。私以为,平面几何的研究已经走到尽头了,公式探寻的意义不显。  发表于 2023-5-27 21:38
太精彩了!谢谢 creasson 先生!  发表于 2023-5-27 21:06
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 楼主| 发表于 2023-5-27 22:00:01 | 显示全部楼层
本帖最后由 陈九章 于 2023-5-28 08:58 编辑

太惊喜了!
我的问题提出4个小时后, creasson 博士就得到了正确的焦距公式,
看到 creasson 老师的公式,立即对它进行变形、化简,
刚得到简约的公式,好友陈殿林老师给我发来了相同的焦距公式。
非常高兴!
没想到:这么复杂的问题,竟然有如此简洁的公式!!!

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 楼主| 发表于 2023-5-27 23:35:21 | 显示全部楼层
我正在推导三角形的两个光反射椭圆的其他特征量时,
陈殿林老师给我发来了如下公式:
其中:u=d/R,v=r/R

23.jpg


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