2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




 
 Гипотеза о трёх параболах
Сообщение20.04.2011, 07:38 
Она предлагалась участникам XX летней конференции Турнира Городовв виде задачи 32 в рамках сюжета "Три параболы", см. http://www.turgor.ru/lktg/2008/3

Для произвольного треугольника $ABC$ построим три параболы $\Pi_a$, $\Pi_b$ и $\Pi_c$, каждая из которых проходит через две его вершины и касается в этих вершинах соответствующих сторон (так, например, парабола $\Pi_a$ проходит через вершины $B$ и $C$ и касается сторон $AB$ и $AC$). Пусть $A^*$ --- точка параболы $\Pi_a$, ближайшая к вершине $A$ (аналогично определяются точки $B^*$ и $C^*$).

Гипотеза. Прямые $AA^*$, $BB^*$ и $CC^*$ конкурентны.

Можно показать, что эта гипотеза неверна. Но, может быть, она верна, так сказать, "практически", т.е. если нарисовать картинку, то, глядя на монитор, и не определишь этой неконкурентности (а заметишь её только под микроскопом). Иными словами, насколько большим может оказаться треугольник, образованный указанными прямыми?

P.S. Заранее благодарен тому, кто найдёт время, нарисует такую картинку (в "Живой геометрии", например, или где-нибудь ещё) и поэкспериментирует с ней, а затем поделится результатами. Формулы для парабол добыть несложно, так как это кривые Безье 2-го порядка (можно посмотреть в wiki).

 
 
 
 Re: Гипотеза о трёх параболах
Сообщение20.04.2011, 13:08 
Аватара пользователя
Параболы, собственно, нужны только для определения точек $A^*$, $B^*$, $C^*$, поэтому их можно и не рисовать (разве что для красоты), а просто вычислять положение точек со звёздочками, так?

Красота, конечно, тоже важна...

 
 
 
 Re: Гипотеза о трёх параболах
Сообщение20.04.2011, 17:11 
Разумеется, их можно не рисовать (даже лучше не рисовать, чтобы не загромождать чертёж). А вот вычисление точек $A^*$, $B^*$, $C^*$ надо бы как-то запрограммировать, здесь, к сожалению, придется решать кубические уравнения. Маловероятно, чтобы "Живая геометрия" умела это делать ...

 
 
 
 Re: Гипотеза о трёх параболах
Сообщение20.04.2011, 19:52 
Линейным преобразованием можно перевести треугольник в правильный. А параболы при это переходят в параболы. Так что можно поставить вопрос так: какие тройки точек могут получаться в этом случае на параболах, только расстояние уже задается произвольной положительно определенной квадратичной формой.

 
 
 
 Re: Гипотеза о трёх параболах
Сообщение20.04.2011, 20:54 
Vince Diesel в сообщении #437111 писал(а):
Линейным преобразованием можно перевести треугольник в правильный. А параболы при это переходят в параболы. Так что можно поставить вопрос так: какие тройки точек могут получаться в этом случае на параболах, только расстояние уже задается произвольной положительно определенной квадратичной формой.


Мне думается, это только усложнит задачу. Хочется просто увидеть картинку (т.е. треугольник, образованный прямыми $AA^*$, $BB^*$ и $CC^*$), посмотреть, как она будет изменяться при изменении формы треугольника $ABC$.

 
 
 
 Re: Гипотеза о трёх параболах
Сообщение26.04.2011, 12:09 
2 nnosipov, вот пара картинок - получается гипотеза не верна. Уравнение параболы искал как некоторую параболу повернутую на неизвестный угол - получилось четыре уравнения и четыре неизвестных. Координаты точек на параболах вычисляются точно - но формулы Кардано дают очень громоздкие конструкции.

Если посмотреть точки пересечения парабол друг с дружкой и точки исходного треугольника - то там похоже есть конкурентные прямые.

http://i066.radikal.ru/1104/4e/c9022f5f7cb3.gif
http://s48.radikal.ru/i120/1104/aa/5d9b866573c9.gif

 
 
 
 Re: Гипотеза о трёх параболах
Сообщение26.04.2011, 14:34 
Yu_K в сообщении #438780 писал(а):
2 nnosipov, вот пара картинок - получается гипотеза не верна. Уравнение параболы искал как некоторую параболу повернутую на неизвестный угол - получилось четыре уравнения и четыре неизвестных. Координаты точек на параболах вычисляются точно - но формулы Кардано дают очень громоздкие конструкции.

Если посмотреть точки пересечения парабол друг с дружкой и точки исходного треугольника - то там похоже есть конкурентные прямые.

http://i066.radikal.ru/1104/4e/c9022f5f7cb3.gif
http://s48.radikal.ru/i120/1104/aa/5d9b866573c9.gif


Конечно, гипотеза не верна, но глядя на первую картинку, этого не скажешь (если нет рядом координат точек пересечения). Собственно, это и хотелось увидеть. Что касается второй картинки, то там гипотеза о конкурентности оказывается верной (она легко проверяется, поскольку вторые точки пересечения парабол линейно выражаются через вершины треугольника). Впрочем, здесь, наверное, можно обойтись и без вычислений, т.е. доказать чисто геометрически (подозреваю, что в сюжете про три параболы это утверждение фигурирует как одна из задач).

 
 
 
 Re: Гипотеза о трёх параболах
Сообщение26.04.2011, 15:06 
Изображение тут почетче видно.

Лучше на эту ссылку нажать - тут без рекламы - http://s05.radikal.ru/i178/1104/d6/b0e478ef9ad1.gif

 
 
 
 Re: Гипотеза о трёх параболах
Сообщение26.04.2011, 16:25 
Да, вот на этой картинке отчётливо видно, что прямые расходятся. Спасибо!

 
 
 [ Сообщений: 9 ] 


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group