通過反演變換構(gòu)造常見曲線
首先了解一下反演變換,
通俗來說,就是作一圓O,其半徑為r,在平面上任取一點(diǎn)A,再取一點(diǎn)A' ,滿足① O,A,A'三點(diǎn)共線②向量OA與向量OA'的數(shù)量積等于r2。
這樣稱O為反演中心,r2為反演冪,A'為A的反演像。(A與A'關(guān)于圓O互為反演點(diǎn))

直線
1.經(jīng)過反演中心的直線上的所有點(diǎn)反演之后,依然在原直線上。(證明略)
2.不經(jīng)過反演中心的直線(下圖的實(shí)線)上的所有點(diǎn)反演之后,都在一個(gè)經(jīng)過反演中心的圓上。(證明如下)

過O點(diǎn)作直線(實(shí)線)的垂線,垂足為H,過A'作AO的垂線交OH于點(diǎn)E。
所以△OA'E∽△OHA
所以O(shè)A'/OE=OH/OA
所以O(shè)E*OH=OA*OA'=r2
所以E為定點(diǎn)
因?yàn)榻荗A'E為直角
所以A'在以O(shè)E為直徑的圓上
(代數(shù)證明亦可)

二次曲線
1.等軸雙曲線
? ?以實(shí)軸為直徑作圓,以該圓作為基圓將雙曲線上的所有點(diǎn)反演,其組成一條伯努利雙紐線。


上述兩者均為伯努利雙紐線(代數(shù)證明較為繁瑣,此處省略)
2.拋物線
? ?①以焦點(diǎn)為圓心,作圓,以該圓為基圓將拋物線上的所有點(diǎn)反演,其組成一條心形線
? ?②以頂點(diǎn)為圓心,作圓,以該圓為基圓將拋物線上的所有點(diǎn)反演,其組成一條蔓葉線


(代數(shù)證明較為繁瑣,此處省略)
P.S.
我在圓中偶然發(fā)現(xiàn),
取一圓O,在圓O上取兩點(diǎn)AB,其中A為定點(diǎn)B為動(dòng)點(diǎn),M為AB中點(diǎn),過M做OB的垂線,其垂足為H點(diǎn)。點(diǎn)H的軌跡也是一條心形線。

其實(shí)還沒完,當(dāng)我以將M點(diǎn)以H為對(duì)稱中心對(duì)稱之后,它的軌跡我估計(jì)是阿基米德螺線(等速螺線),關(guān)于是否是阿基米德螺線,我并不確信。
