[翻译]锥线几何(Geometry of Conics)第一章:二次曲线的诸基本性质1.3(III)

练习3. 考虑一系列共焦的(confocal)二次曲线,即焦点都相同的二次曲线.求证其中的任意双曲线与任意椭圆之间夹角都为直角(曲线之间的夹角指两曲线交点处切线的夹角;见图1.13)

解答. 设焦点都为和
的一椭圆与一双曲线的其中一个交点为
.那么该点上两曲线的切线分别为
外角和内角的角分线.两线自然也就相互垂直.
定理1.2. 若弦过椭圆的一焦点
,
为
、
处的两切线交点.则有
为
的旁切圆圆心,且
为该圆与边
的切点,其中
为椭圆另一焦点(图1.14).

证明. 由光学性质,有与
为
的两外角角分线交点,即
为
的旁心.而
在
处的切点
、
以及
将
周长分为相等的两部分,即
.又由
为其上唯一满足此关系的点,故
,
重合.
推论. 连接一焦点及过该焦点的弦两端处切线交点的直线垂直于该弦.
(译者注:其实就是图1.14中的.另外,原文就这么拗口......)
对于双曲线,定理1.2依然成立,只不过旁切圆会变为内切圆.
(译者注:这里注意切点要取在双曲线的同一支.虽然这个证明不难得到,但由于1.3(III)行文至此才400字出头,为避灌水之嫌还是来演示一下吧.
命题. 设内弦过双曲线一焦点
,双曲线过
、
两点的切线交于点
,则有
为
的内切圆圆心,且
为
与该圆的切点(图d).

证明. 由光学性质,有为
的两角角分线交点,即
为
的内心.而由内心性质,有
,其中
为
与
的切点.而
为
上唯一满足此条件的点,故命题得证.)