푸르만 원
기하학에서, 푸르만 원(영어: Fuhrmann circle)은 삼각형의 수심과 나겔 점을 잇는 선분을 지름으로 하는 원이다.
정의 편집
삼각형 의 외접원의 호 , , 의 중점을 각각 , , 라고 하자. 직선 에 대한 의 반사상을 , 직선 에 대한 의 반사상을 , 직선 에 대한 의 반사상을 라고 하자. 그렇다면 삼각형 를 원래 삼각형 의 푸르만 삼각형(영어: Fuhrmann triangle)이라고 한다. 푸르만 삼각형의 외접원을 푸르만 원이라고 한다.
성질 편집
푸르만 원은 수심과 나겔 점을 잇는 선분을 지름으로 한다.[1]:50, §6 특히, 푸르만 원의 중심은 수심과 나겔 점을 잇는 선분의 중점이다.
증명:
삼각형 의 수심을 , 나겔 점을 이라고 하자. 그렇다면 은 선분 의 수직 이등분선이므로, 선분 의 중점 와 외심 를 지난다. 특히 에 대한 의 반사상을 이라고 할 경우 선분 은 외접원의 지름이다. 와 는 모두 의 수선이므로 평행한다. 또한
이므로 선분 는 선분 의 평행 이동상이며, 특히 이 두 선분의 직선은 평행한다.
삼각형 의 반중점 삼각형 의 , , 에 대한 꼭짓점을 , , 이라고 하자. 그렇다면 은 삼각형 의 내심이며, 특히 은 삼각형 의 내각 이등분선이다. 역시 삼각형 의 내각 이등분선이므로, 과 은 평행한다. 는 선분 과 의 공통 중점이므로, 선분 과 는 서로 에 대한 반사상이며, 특히 이 두 선분의 직선은 평행한다. 따라서, , , 는 공선점이며, 와 은 평행한다.
선분 은 삼각형 의 외접원의 지름이므로, 과 은 서로 수직이다. 따라서 와 역시 서로 수직이며, 는 선분 를 지름으로 하는 원 위의 점이다.
삼각형 의 세 변의 길이를 , , 라고 하고, 외접원의 반지름을 라고 하자. 그렇다면 푸르만 원의 반지름은
이다.[2]:148, §11.17
삼각형 의 내접원의 반지름을 라고 하고, 각 꼭짓점 , , 에서 대변에 내린 수선과 푸르만 원 사이의 수심이 아닌 교점을 , , 라고 하자. 그렇다면
이다.[1]:52, §6
삼각형 의 세 변의 길이를 , , 라고 하고, 외심을 , 내심을 라고 하자. 그렇다면 푸르만 삼각형의 세 변의 길이는
이다.[2]:255, §19.15
삼각형 의 내심을 , 외심을 , 수심을 , 나겔 점을 , 푸르만 원의 중심을 라고 하자. 그렇다면 사각형 과 사각형 는 모두 평행 사변형이며, 그 무게 중심은 각각 슈피커 중심 및 구점원의 중심이다.[2]:255, §19.15 특히, 슈피커 중심은 외심과 푸르만원의 중심을 잇는 선분의 중점이며, 구점원의 중심은 내심과 푸르만 원의 중심을 잇는 선분의 중점이다.
삼각형 의 외접원과 내접원의 반지름을 와 라고 하자. 그렇다면 내심 와 푸르만 원의 중심 사이의 거리는 다음과 같다.[2]:255, §19.15
여기서 은 구점원의 중심이다.
각주 편집
- ↑ 가 나 Honsberger, Ross (1995). 《Episodes in Nineteenth and Twentieth Century Euclidean Geometry》. New Mathematical Library (영어) 37. Washington: The Mathematical Association of America. ISBN 0-88385-639-5.
- ↑ 가 나 다 라 Douillet, Pierre L. “Translation of the Kimberling's Glossary into Barycentrics” (PDF) (영어). 2020년 5월 31일에 확인함.
외부 링크 편집
- Weisstein, Eric Wolfgang. “Fuhrmann circle”. 《Wolfram MathWorld》 (영어). Wolfram Research.
- Weisstein, Eric Wolfgang. “Fuhrmann triangle”. 《Wolfram MathWorld》 (영어). Wolfram Research.
- Weisstein, Eric Wolfgang. “Fuhrmann center”. 《Wolfram MathWorld》 (영어). Wolfram Research.