問題を考えていて思いついたのですが、次のような命題が成立しそうな予感がします。
平面上に2点A、Bを取る。AP:PBが一定の比(1:1でない)になるような点Pの軌跡、すなわ
ち、アポロニウスの円をC1とする。2点A、Bを通る任意の円C2を描き、C1との交点それぞれ
でC2の接線を描くと、これらの接線の交わる位置は、円C2の選び方によらず一定である。
……本当かな?
(コメント) 面白そうだったので、図を描いてみました。(平成27年8月18日付け)
確かに、接線の交わる位置は、
円C2の選び方によらず一定っぽい
ですね!
証明は、どうやるのだろう?
DD++さんが解答を書かれる前に、
少し考えてみた。
A(a,0)、B(b,0)とし、線分ABをm:n(m>n)に内分する点C((na+mb)/(m+n),0)、
m:nに外分する点D(−na+mb)/(m−n),0)で、線分CDを直径とする円がアポロニウス
の円である。その中心の座標C1は、((−n2a+m2b)/(m2−n2),0)となる。
今、円C2の中心の座標を、((a+b)/2,0)とすると、2円C1、C2の交点のx座標は、
x=(n2a+m2b)/(m2+n2)となる。
#この一連の結果は面白いですね!中心の座標C1は、線分ABをm2:n2に外分する点、
2円C1、C2の交点のx座標は、線分ABをm2:n2に内分する点になるんですね。
また、2円C1、C2の交点のy座標は、 y=±mn(b−a)/(m2+n2)となる。
2円C1、C2の交点における接線の交点をT(t,0)とすると、方べきの定理と直角三角形
の面積の計算から、t=(−n2a+m2b)/(m2−n2)であることが分かる。すなわち、T=C1
で、任意のm、nについて、2つの接線の交点はアポロニウスの円の中心となる。
同様の議論を行えば、2点A、Bを通る任意の円についても所要の性質があるように思われ
る。(証明は未完成)
以下、工事中!