放物線の外接三角形の極線は重心を通ることの証明
1か月と少しかかってしまったけど、やっと証明できた。
証明の道筋
①準線と垂線の定理 ⇒垂線上の点の極線は平行 ⇒接点の垂線
②逆中点三角形の頂点が極線上にある ⇒①からいえる
③極Pの極線はHとEを通る ⇒ポンスレの定理より
④重心Gの極線がKとLを通る ⇒同上
⑤△A’QG∽△ABGの証明 ⇒内分と外分の比から(CQ=CK)
二辺の比とその間の角がそれぞれ等しいから
⑥相似なので∠A’GQ=∠AGEなのでH,G,Eが一直線上にある
⑦よってPの極線はGを通る
⑤の証明
△A'QGと△ABGについて (QはEHとA'B'の交点とする)
∠QA'G=BEG
A'G:GA=2:1
ここでA’QとAEの比を求める。
△CMBでDを極とすると、内分と外分だから BH:HC=BN:CN
△NBEについてAC//EBより、BN:CN=BE:CK
よって、BH:CH=BE:CK
△CQHと△BEHについて、CH:BH=CQ:BE
よって、CQ:BE=CK:BE となるので、CQ=CK
次に、AE=1とすると、B'K=2
B'K=A'Q=2となるので、A’Q:AE=2:1となる。
よって、二辺の比とその間の角が等しいので、
△A'QG∽ABGとなり、∠QGA'=∠EGAなので、Q,G,Eは一直線上にある。
つまりPの極線はGを通る。(証明終わり)