提出者
加斯帕爾·蒙日(Gaspard Monge,1746~1818),法國數學家、化學家和物理學家。
定理內容及證明
內容
平面上任意三個不同心圓,若這三個圓圓心不共線,則三條根軸相交於一點,這個點叫它們的根心;若三圓圓心共線,則三條根軸互相平行。
引理
對於平面上的一個圓⊙和不在圓上的任一點,過做一條直線交 ⊙於兩點(若直線與圓相切則設兩點重合),由圓冪定理可知為定值(即與的位置無關),我們把這個定值記作Ω(P),叫做P對⊙的冪。明顯的,Ω(P)隨著P點位置的變化而變化,且對於兩個到點距離相同的兩點,Ω(P)=Ω(P)。
對於平面上兩個相交的圓 ⊙, ⊙,設它們的公共弦為,在直線上任取一點,注意到Ω(X)==Ω(X),我們把這條弦成為兩圓的“等冪線”,也叫做“根軸”。明顯的,兩圓等冪線上的點對兩圓的冪相等。對於平面上兩個內切的圓,根軸為它們的公切線,對於兩個外切的圓,根軸為它們的內公切線。
對於平面上兩個外離的圓,使用勾股定理與圓冪定理易證根軸與兩圓的連心線相垂直。
證明
設平面上有⊙ ,⊙ ,⊙ 三個圓,⊙ 與⊙ 的根軸為 ,⊙ 與⊙ 的根軸為 ,⊙ 與⊙ 的根軸為 。即證 共點。考察 與 的交點
∵Ω(P) =Ω(P) ∵Ω(P) =Ω(P)Ω(P) =Ω(P) 共點。得證。
套用
在此僅給出一道套用到此定理的例題。