平面還是立體?有趣的幾何之強森定理

強森定理(Johnson's theorem)是一個相當簡單的初等幾何定理,但發現時間很晚,直到上世紀初1916年才被美國數學家Roger Arthur Johnson發現。

強森定理

如果三個等圓經過同一點,那麼它們的另外三個交點位於第四個等圓上。

用圖說明如下:

平面還是立體?有趣的幾何之強森定理

三個單位圓,圓A、圓B和圓C經過同一點O,其中圓A和圓B另外交於點X,圓B和圓C另外交於點Y,圓C和圓A另外交於點Z。則經過點X,Y,Z的圓D也是一個單位圓。

平面還是立體?有趣的幾何之強森定理

證明方法有很多,有一個非常巧妙的方法是這樣的:

平面還是立體?有趣的幾何之強森定理

連接AO,AX,AZ,BO,BX,BY,CO,CX,CY(上圖綠線),它們都是單位長度的線段(三個圓的半徑)。加上一個看不見的點D,剛好組成一個正方體的框架!

平面還是立體?有趣的幾何之強森定理

這個看不見的頂點正是第四個圓的圓心!故圓D也是單位圓。

自從古希臘的泰勒斯(Thales)發現“半圓所對的圓周角是直角”以來,幾何學發展了兩千多年,人們發現了無數幾何定理。但直到今天,最優秀的幾何學家也不能說所有的幾何定理都被發現了。還有大量的幾何性質、奇妙的幾何定理隱藏著等待著人們去發現。

發現並冠名一個定理,也是一件很有意思的事情啊!


分享到:


相關文章: