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蒙日定理

蒙日定理,也稱為根心定理,是關於三個圓的幾何性質的一個重要定理。該定理的內容可以總結如下:

定義:給定三個圓,每個圓與其他兩個圓都有一個根軸,這些根軸相交於一點,這一點被稱為根心。

性質:

如果兩個圓相交,它們的根軸是過相交弦的直線。

對於同心圓,根軸為無窮遠直線。

三個圓的根軸共點於根心。

證明:

假設有兩個圓O和P,它們的根軸設為AC;同樣,圓P和Q的根軸設為GH。

如果AC與GH相交於點X,那麼X在圓O和圓P的根軸上,因此X對圓O與對圓P的冪相等;同理,X在圓P和圓Q的根軸上,所以X對圓P與對圓Q的冪也相等。

由於冪的相等性是傳遞的,X對圓O和圓Q的冪也相等,因此X位於圓O和圓Q的根軸上。

由此可知,三個根軸共點於X,即根心。

蒙日定理展示了三個圓之間的根軸如何相互作用,並且這些根軸在特定情況下會共點於一個特定的點——根心。這個定理在幾何學中有著廣泛的套用,特別是在處理與圓相關的幾何問題時。