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发表于 2021-3-3 10:08:23
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可令
\[\mathop {DF}\limits^ \to = \frac{{\left( {s + t} \right)\left( {1 - st} \right)}}{{s{{\left( {1 + it} \right)}^2}}}\mathop {DA}\limits^ \to \]
\[\mathop {DF}\limits^ \to = \frac{{\left( {s - u} \right)\left( {1 + su} \right)}}{{s{{\left( {1 - iu} \right)}^2}}}\mathop {DC}\limits^ \to \]
\[\mathop {DG}\limits^ \to = \frac{{\left( {p + q} \right)\left( {1 - pq} \right)}}{{p{{\left( {1 - iq} \right)}^2}}}\mathop {DA}\limits^ \to \]
\[\mathop {DG}\limits^ \to = \frac{{\left( {p - u} \right)\left( {1 + pu} \right)}}{{p{{\left( {1 + iu} \right)}^2}}}\mathop {DB}\limits^ \to \]
\[\mathop {DE}\limits^ \to = \frac{{\left( {v + t} \right)\left( {1 - vt} \right)}}{{v{{\left( {1 - it} \right)}^2}}}\mathop {DB}\limits^ \to \]
\[\mathop {DE}\limits^ \to = \frac{{\left( {v - q} \right)\left( {1 + qv} \right)}}{{v{{\left( {1 + iq} \right)}^2}}}\mathop {DC}\limits^ \to \]
其中:\[q = \frac{{1 - tu}}{{t + u}}\]
\[\frac{{\left( {s + t} \right)\left( {1 - st} \right)}}{{s{{\left( {1 + it} \right)}^2}}}\frac{{\left( {p - u} \right)\left( {1 + pu} \right)}}{{p{{\left( {1 + iu} \right)}^2}}}\frac{{\left( {v - q} \right)\left( {1 + qv} \right)}}{{v{{\left( {1 + iq} \right)}^2}}} = \frac{{\left( {s - u} \right)\left( {1 + su} \right)}}{{s{{\left( {1 - iu} \right)}^2}}}\frac{{\left( {p + q} \right)\left( {1 - pq} \right)}}{{p{{\left( {1 - iq} \right)}^2}}}\frac{{\left( {v + t} \right)\left( {1 - vt} \right)}}{{v{{\left( {1 - it} \right)}^2}}}\]
后一式又可化为
\[T = p s u^3 t^4-p^2 s u^2 t^4+s u^2 t^4-p s u^3 v^2 t^4+p^2 s u^2 v^2 t^4-s u^2 v^2 t^4+p s u v^2 t^4-p s u t^4-p s^2 u^3 v t^4+p u^3 v t^4-p^2 u^2 v t^4+p^2 s^2 u^2 v t^4-s^2 u^2 v t^4+u^2 v t^4+p s^2 u v t^4-p u v t^4+2 p s^2 u^3 t^3-2 p u^3 t^3+2 p^2 u^2 t^3-2 p^2 s^2 u^2 t^3+2 s^2 u^2 t^3-2 u^2 t^3-2 p s^2 u^3 v^2 t^3+2 p u^3 v^2 t^3-2 p^2 u^2 v^2 t^3+2 p^2 s^2 u^2 v^2 t^3-2 s^2 u^2 v^2 t^3+2 u^2 v^2 t^3+2 p s^2 u v^2 t^3-2 p u v^2 t^3-2 p s^2 u t^3+2 p u t^3-p s^2 u^4 v t^3+p u^4 v t^3-p^2 s u^4 v t^3+s u^4 v t^3-2 p^2 u^3 v t^3+2 p^2 s^2 u^3 v t^3-2 s^2 u^3 v t^3+2 u^3 v t^3-p s^2 v t^3+6 p s^2 u^2 v t^3-6 p u^2 v t^3-2 p^2 s u^2 v t^3+2 s u^2 v t^3+p v t^3-p^2 s v t^3+s v t^3+2 p^2 u v t^3-2 p^2 s^2 u v t^3+2 s^2 u v t^3-2 u v t^3+p s^2 u^4 t^2-p u^4 t^2+p^2 s u^4 t^2-s u^4 t^2+2 p^2 u^3 t^2-2 p^2 s^2 u^3 t^2+2 s^2 u^3 t^2+2 p s u^3 t^2-2 u^3 t^2+p s^2 t^2-6 p s^2 u^2 t^2+6 p u^2 t^2-p s^2 u^4 v^2 t^2+p u^4 v^2 t^2-p^2 s u^4 v^2 t^2+s u^4 v^2 t^2-2 p^2 u^3 v^2 t^2+2 p^2 s^2 u^3 v^2 t^2-2 s^2 u^3 v^2 t^2-2 p s u^3 v^2 t^2+2 u^3 v^2 t^2-p s^2 v^2 t^2+6 p s^2 u^2 v^2 t^2-6 p u^2 v^2 t^2+p v^2 t^2-p^2 s v^2 t^2+s v^2 t^2+2 p^2 u v^2 t^2-2 p^2 s^2 u v^2 t^2+2 s^2 u v^2 t^2+2 p s u v^2 t^2-2 u v^2 t^2-p t^2+p^2 s t^2-s t^2-2 p^2 u t^2+2 p^2 s^2 u t^2-2 s^2 u t^2-2 p s u t^2+2 u t^2+6 p s^2 u^3 v t^2-6 p u^3 v t^2+6 p^2 u^2 v t^2-6 p^2 s^2 u^2 v t^2+6 s^2 u^2 v t^2-6 u^2 v t^2-6 p s^2 u v t^2+6 p u v t^2-2 p s^2 u^3 t+2 p u^3 t-2 p^2 u^2 t+2 p^2 s^2 u^2 t-2 s^2 u^2 t+2 u^2 t+2 p s^2 u^3 v^2 t-2 p u^3 v^2 t+2 p^2 u^2 v^2 t-2 p^2 s^2 u^2 v^2 t+2 s^2 u^2 v^2 t-2 u^2 v^2 t-2 p s^2 u v^2 t+2 p u v^2 t+2 p s^2 u t-2 p u t+p s^2 u^4 v t-p u^4 v t+p^2 s u^4 v t-s u^4 v t+2 p^2 u^3 v t-2 p^2 s^2 u^3 v t+2 s^2 u^3 v t-2 u^3 v t+p s^2 v t-6 p s^2 u^2 v t+6 p u^2 v t+2 p^2 s u^2 v t-2 s u^2 v t-p v t+p^2 s v t-s v t-2 p^2 u v t+2 p^2 s^2 u v t-2 s^2 u v t+2 u v t+p s u^3-p^2 s u^2+s u^2-p s u^3 v^2+p^2 s u^2 v^2-s u^2 v^2+p s u v^2-p s u-p s^2 u^3 v+p u^3 v-p^2 u^2 v+p^2 s^2 u^2 v-s^2 u^2 v+u^2 v+p s^2 u v-p u v = 0 \]
各小三角形内心分别为:
\[\mathop {DM}\limits^ \to = \frac{{1 - st}}{{1 + it}}\mathop {DA}\limits^ \to \]
\[\mathop {DL}\limits^ \to = \frac{{s - u}}{{s\left( {1 - iu} \right)}}\mathop {DC}\limits^ \to \]
\[\mathop {DH}\limits^ \to = \frac{{1 - pq}}{{1 - iq}}\mathop {DA}\limits^ \to \]
\[\mathop {DI}\limits^ \to = \frac{{p - u}}{{p\left( {1 + iu} \right)}}\mathop {DB}\limits^ \to \]
\[\mathop {DJ}\limits^ \to = \frac{{1 - vt}}{{1 - it}}\mathop {DB}\limits^ \to \]
\[\mathop {DK}\limits^ \to = \frac{{v - q}}{{v\left( {1 + iq} \right)}}\mathop {DC}\limits^ \to \]
由前述关系式可得:
\[\mathop {DH}\limits^ \to = \frac{{p - t - u - ptu}}{{\left( {1 - st} \right)\left( {i - u} \right)}}\mathop {DM}\limits^ \to \]
\[\mathop {DI}\limits^ \to = \frac{{\left( {1 + pt + pu - tu} \right)\left( { - p + t + u + ptu} \right)}}{{p\left( {i - t} \right)\left( {1 - st} \right)\left( {i - u} \right)\left( {1 + pu} \right)}}\mathop {DM}\limits^ \to \]
\[\mathop {DJ}\limits^ \to = \frac{{\left( {1 + pt + pu - tu} \right)\left( { - p + t + u + ptu} \right)\left( {1 - tv} \right)}}{{\left( {1 + {t^2}} \right)\left( {1 - st} \right)\left( {p - u} \right)\left( {1 + pu} \right)}}\mathop {DM}\limits^ \to \]
\[\mathop {DL}\limits^ \to = \frac{{\left( {s + t} \right)\left( {i + u} \right)}}{{s\left( {i - t} \right)\left( {1 + su} \right)}}\mathop {DM}\limits^ \to \]
\[\mathop {DK}\limits^ \to = \frac{{\left( {s + t} \right)\left( {i + u} \right)\left( {1 - tu - tv - uv} \right)}}{{\left( {1 + {t^2}} \right)\left( {s - u} \right)\left( {1 + su} \right)v}}\mathop {DM}\limits^ \to \]
这样我们只需根据这几个式子,在条件$T=0$下,证明六内心构成的六边形确实外切于某椭圆曲线即可。
这可归为一般性问题:给定六边形,已知其外切于椭圆,求椭圆的表示。
目前暂时没想到好办法,暂时先解决圆的情形:
若椭圆退化为圆,设圆的中心为$O$,
\[\mathop {DO}\limits^ \to = \left( {\lambda + i\mu } \right)\mathop {DM}\limits^ \to \]
(以下计算开始繁琐了,待有时间再仔细计算)
我们可根据marden定理导出三角形内心所满足的方程,见 https://bbs.emath.ac.cn/thread-17622-1-1.html
由$IH,LM,JK$的延长线交点构成的三角形,与由$IJ,KL,HM$的延长线交点构成的三角形,其内心是相同的,这样可得到两个等式:
$ eq1(s,t,p,u,v) = 0 $
$ eq2(s,t,p,u,v) = 0 $
这两个方程与前面的$T=0$联立。
另一方面,我们也可以根据
\[\frac{{\left( {s + t} \right)\left( {1 - st} \right)}}{{s{{\left( {1 + it} \right)}^2}}}\mathop {DA}\limits^ \to = \frac{{\left( {s - u} \right)\left( {1 + su} \right)}}{{s{{\left( {1 - iu} \right)}^2}}}\mathop {DC}\limits^ \to \]
\[\frac{{\left( {p - u} \right)\left( {1 + pu} \right)}}{{p{{\left( {1 + iu} \right)}^2}}}\mathop {DB}\limits^ \to = \frac{{\left( {p + q} \right)\left( {1 - pq} \right)}}{{p{{\left( {1 - iq} \right)}^2}}}\mathop {DA}\limits^ \to \]
反解$A,D$为关于$B,C$的表示式,再改写成重心坐标形式即可。 |
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