10.6: Кути після інверсії
У зворотній площині зворотна дуга - це дуга.
- Доказ
-
Розглянемо чотири різні точкиA,B,C, іD; нехайA′,B′,C′, іD′ бути їх зворотними. Потрібно показати, щоD лежить на дузі тоді і тількиABC тоді, колиD′ лежить на дузіA′B′C′. Відповідно до Пропозиції 9.5.1, останнє еквівалентно наступному:
∡ADC=∡ABC⇔∡A′D′C′=∡A′B′C′.
Останнє випливає з теореми 10.2.1b.
Наступна теорема стверджує, що кут між дугами змінює тільки свій знак після інверсії.
AB1C1AB2C2Дозволяти, бути дві дуги в зворотній площині, і дугиA′B′1C′1,A′B′2C′2 бути їх зворотні. [AX1)[AX2)Дозволяти і бути напівлінії дотичні доAB1C1 іAB2C2 вA,[A′Y1) і[A′Y2) бути половиною лінії дотичні доA′B′1C′1 іA′B′2C′2 вA′. Тоді
∡X1AX2≡−∡Y1A′Y2.
- Доказ
-
Застосувавши до Пропозиції 9.6.1,
∡X1AX2≡∡X1AC1+∡C1AC2+∡C2AX2≡≡(π−∡C1B1A)+∡C1AC2+(π−∡AB2C2)≡≡−(∡C1B1A+∡AB2C2+∡C2AC1)≡≡−(∡C1B1A+∡AB2C1)−(∡C1B2C2+∡C2AC1).
Так само ми отримуємо, що
∡Y1A′Y2≡−(∡C′1B′1A′+∡A′B′2C′1)−(∡C′1B′2C′2+∡C′2A′C′1).
За теоремою 10.2.1b,
∡C1B1A+∡AB2C1≡−(∡C′1B′1A′+∡A′B′2C′1),∡C1B2C2+∡C2AC1≡−(∡C′1B′2C′2+∡C′2A′C′1).
а значить і результат.
Кут між дугами можна визначити як кут між його дотичними півлініями в загальній кінцевій точці. Тому при інверсії кути між дугами зберігаються аж до знака.
З вправи 5.7.4 випливає, що кут між дугами із загальною кінцевою точкою А - цеP1 межа∡P1AP2 де іP2 є точками, що наближаютьсяA уздовж відповідних дуг. Це спостереження може бути використано для визначення кута між парою кривих, що виходять з однієї точки. Виходить, що при інверсії кути між кривими також зберігаються аж до знака.
PДозволяти бути оберненою точкиQ в коліΓ. ПрипустимоP′Q′, що, іΓ′ є оберненнямиP,Q, іΓ в іншому коліΩ. ТодіP′ є зворотним відQ′ inΓ′.
- Доказ
-
ЯкщоP=Q, тоP′=Q′∈Γ′. ТомуP′ є зворотнимQ′ вΓ′.
Залишилося розглянути справуP≠Q. Δ2ДозволятиΔ2 і бути два різних кола, які перетинаються вP іQ. Згідно з наслідком 10.5.2,Δ1⊥Γ іΔ2⊥Γ.
НехайΔ′1 іΔ′2 позначають зворотніΔ1 іΔ2 вOmega. Зрозуміло,Δ′1 зустрічаєтьсяΔ′2 приP′ іQ′.
За теоремою10.6.1,Δ′1⊥Γ′ іΔ′2⊥Γ′. За наслідком 10.5.1,P′ є зворотнимQ′ вΓ′.