马尔法蒂问题
马尔法蒂问题(Malfatti's Problem):在一个已知三角形内画三个圆,每个圆与其他两个圆以及三角形的两边相切。
基本信息
- 中文名
马尔法蒂问题
- 外文名
Malfatti's Problem
- 作者
Steiner
- 大家
1826
作法
Steiner于1826给出的作法:
1、作△ABC的三条角平分线,定出内心I;
2、作△IBC、△ICA、△IAB的内切圆,每两个圆已有一条内公切线(分别为IC、IB、IA),再作另一条内公切线OP、QR、ST;
3、最后作圆与AB、AC、OP相切,作圆与AB/BC/QR相切,作圆与BC/CA/ST相切。
这三个圆即满足要求。1Geometrikon
证明
几个引理
引理一:两个相离的圆, 点P到两圆的切线长度之差的绝对值为定值,则点P的轨迹是一条二次曲线。特别的 :若点P到两圆的切线长度之差的绝对值为两圆内公切线之长度差,那么点P的轨迹退化为双直线 ,即两圆的两条内公切线。(证明过程略)引理二:三个圆两两相离, 若三条内公切线共点, 则另外三条内公切线也共点 。
证明 :设三个圆为⊙A,⊙B,⊙C 。
记三个圆的三条内公切线交于Q。
图1
QG切⊙A于G,又切⊙B于H,且交AB于D;
QI与⊙B和⊙C分别切于I, L,且与BC交于E ;
QJ与⊙C和⊙A分别切于J ,K,且与AC交于F。
设⊙A和⊙B的另一条内公切线切两圆于M ,O ;
⊙A和⊙C的另一条内公切线切两圆于N, P;
记MO和NP交于T 。
只须证明T也位于⊙B和⊙C的另一条内切线上。