共線 (幾何)

幾何學中,共線是指空間中的一種關係,表示一系列落在同一條直線上的性質[註 1],但是經常只討論了於球面幾何學的定義[3][5]</ref>,也就是說,若有一系列點都位於一條直線上則可以稱那一系列的點共線[6]。廣義上來說,這個詞彙可用於所有排成一直線的物體上,即我們常說的「在同一」以及「在同一」。

點的共線

在所有的幾何學中一系列的點位於同一條直線上就是共線[註 1][5],在平面幾何(歐式幾何)中會直接假設為這些點落在一條筆直的直線上,然而,大部分的幾何(含歐式幾何)中,線,是一種原始(未經定義)的一類物件,因此這個假設未必是恰當的。一個幾何模型對點、線和其他類型的物件與另一個物件之間的關係給出了解釋,物件間的共線關係可以藉由該模型解釋。例如在球面幾何學中,標準的模型是將線描繪成球面上半徑最大的圓形,共線的點集就會落在這個大圓上。然而在以平面幾何的觀點來看,這些點並沒有位於「筆直的線」上,也不像是排成一行。

幾何上,線到線的映射稱為直射,它保留了共線的特性。向量空間的線性映射在幾何學中看起來就是線到線的映射。

幾何上的共線

三角形

所有三角形與之相關的點集將共線:

四邊形

  • 若一個凸四邊形ABCD,將邊延長至對邊相交,並令交點為E和F,則線段AC、BD和EF的中點將共線,而這條線稱為牛頓線[11]
  • 四邊形重心G、準垂心H和準外心O共線,且HG = 2GO[12]

參見

註釋

  1. 這個概念基本上適用於所有幾何學[1]

參考文獻

  1. Dembowski (1968,pg. 26)<ref name='book-Dembowski'>Dembowski, Peter, , Ergebnisse der Mathematik und ihrer Grenzgebiete, Band 44, Berlin, New York: Springer-Verlag, 1968, ISBN 3-540-61786-8, MR 0233275
  2. Coxeter, H. S. M., , New York: John Wiley & Sons, 1969, ISBN 0-471-50458-0
  3. Coxeter (1969,pg. 168)[2]
  4. Brannan, David A.; Esplen, Matthew F.; Gray, Jeremy J., , Cambridge: Cambridge University Press, 1998, ISBN 0-521-59787-0
  5. Brannan,Esplen & Gray (1998,pg.106)[4]
  6. . merriam-webster. [2016-07-18]. (原始内容存档于2019-05-28).
  7. Kimberling, Clark, , , [2012-09-06], (原始内容存档于2012-04-19).
  8. Vandeghen, A., , The American Mathematical Monthly, 1964, 71 (2): 176–179, MR 1532529, doi:10.2307/2311750.
  9. Coxeter, H. S. M., , Linear Algebra and its Applications, 1995,, 226/228: 375–388, MR 1344576, doi:10.1016/0024-3795(95)00169-R. See in particular Section 5, "Six notable points on the Euler line", pp. 380–383.
  10. Longuet-Higgins, Michael, , The Mathematical Intelligencer, 2000, 22 (1): 54–59, MR 1745563, doi:10.1007/BF03024448.
  11. Dušan Djukić, Vladimir Janković, Ivan Matić, Nikola Petrović, The IMO Compendium, Springer, 2006, p. 15.
  12. Myakishev, Alexei, (PDF), Forum Geometricorum, 2006, 6: 289–295 [2016-08-09], (原始内容存档 (PDF)于2019-12-31)
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