25.5.12

Triângulo auto-polar.


Lembramos que:
a) Uma polaridade é uma correlação projetiva que, se transforma um ponto A numa reta a', transforma a' em A: A polo de a', a' polar de A. b) Se A é um ponto de b e B, polo de b, é um ponto de a, polar de A, dizemos que A e B são pontos conjugados, e que a e b são retas conjugadas.
c) Um ponto A que incide na sua polar a' é conjugado de si mesmo (auto-conjugado). Dualmente, se uma reta a contem o seu polo, é conjugada de si mesma (auto-conjugada).
No artigo anterior, demonstrámos que Uma reta que passa por 2 pontos conjugados de si mesmos não pode ser conjugada de si mesma
e que
Uma reta não pode inicidir em mais que dois pontos conjugados de si mesmos.
Pode demonstrar-se também que
uma reta auto-conjugada contém um só ponto auto-conjugado.
Uma reta conjugada de si mesma contém o seu polo, que é auto-conjugado (conjugado de si mesmo). A existência sobre a reta auto-conjugada de outro ponto auto-conjugado é absurda já que haveria dois pontos diferentes associadas a uma mesma reta por uma correlação que associa a cada ponto uma só reta e a cada reta um só ponto.
Sejam dois pontos, X e Y, conjugados por uma polaridade sobre uma reta que não seja conjugada de si mesmo. Então há uma correspondência que associa a qualquer ponto de c, não autoconjugado, um outro ponto de c.
De facto, na reta c, não autoconjugada, a projetividade X→Y, em que Y=c.x, transforma qualquer não auto-conjugado ponto B num outro ponto A=b.c, cuja polar é BC=a. A mesma projetividade transforma A em B.
Dualmente, as retas x e CX=y são emparelhadas com retas conjugadas do feixe centrado em C.
Um triângulo como ABC, em que cada vértice é o polo do seu lado oposto (ou em que quaisquer dois vértices são pontos conjugados, ou em quaisquer dois lados são retas conjugadas) é classificado como triângulo auto-polar

24.5.12

Polos e polares. Conjugados e auto-conjugados


Haverá limitações à ocorrência de auto-conjugados?
Demonstramos que
Uma reta que passa por 2 pontos auto-conjugados não pode ser auto-conjugada
Se uma reta a passar por 2 pontos auto-conjugados fosse conjugada de si mesma, teria de conter o seu polo A e pelo menos, um outro ponto B auto-conjugado. A reta polar de B conteria A e B e, por isso, coincidiria com a. Quer dizer que A e B teriam a mesma polar, o que é impossível já que a polaridade é uma correlação que associa a cada reta um só ponto e a cada ponto uma só reta.
E vamos demonstrar que
Uma reta não pode inicidir em mais que dois pontos auto-conjudados
Sejam p e q duas retas, passando por C, polares de 2 pontos auto-conjugados: P e Q. Chamemos c à reta que passa por P e Q, c=PQ.
Sobre p tomemos um ponto R, distinto de P e C. A polar r de R passa por P. E tomemos r.q=S que é o polo de s=QR.
T=r.s é o polo de t=RS.
B=t.c é o polo de CT=b que inerseta c em A, conjugado harmónico de B relativamente a P e Q.
O ponto B não pode coincidir com Q nem com P, pois se fosse B=Q, então teria de ser R=C e se fosse B=P, teria de ser S=C, r=p e R=P o que seria absurdo já que assumimos R distinto de P e de C. Como A≠B por serem conjugados harmónicos, B não é conjugado de si mesmo.

Como as polares de uma pontual formam um feixe de retas projetivamente relacionado com a pontual, cada ponto X em c, determina um conjugado Y em c que não é mais que o ponto em que a polar x de X encontra c
X→x→Y

Quando X=P, x=p e Y=P. P é um ponto invariante desta projetividade. Do mesmo modo, se prova que Q é um ponto invariante. Mas quando X é B, Y é um ponto distinto de A e, por isso, a projetividade não é a identidade. P e Q são os únicos pontos invariantes; ou seja P e Q são os únicos pontos auto-conjugados em c. Fica assim provado que c não pode ter mais que dois pontos auto-conjugados.