A circunferência homológica da elipse, parábola ou hipérbole

Nas últimas entradas recorremos sempre a homologias definidas por um ponto (centro O da homologia) e por duas retas (reta e, eixo de homologia, e reta l, reta limite). Fomos, ao mesmo tempo, confirmando que a homologia preserva as propriedades de incidência, de interseção, de tangência, transformando pontos em pontos, retas em retas, cónicas em cónicas, etc. Já vimos que a homológica de uma cónica é outra cónica e que sua natureza depende da posições relativas da cónica original e da reta limite.
Com a construção desta entrada, pretendemos ilustrar, em síntese, como a circunferência é homológica da elipse, da parábola ou da hipérbole conforme a reta limite é exterior, tangente ou secante à circunferência que é o mesmo que dizer que a cónica homológica tem 0, 1 ou 2 pontos impróprios (respetivamente)
Na construção, tomamos uma circunferência e sobre ela cinco pontos {A_i: i= 1, 2, ..., 5} dos quais determinámos as imagens por uma homologia definida por um centro O, um eixo e, uma reta limite l. Por exemplo, {A'1} = (A₁I.e)I'_∞.OA₁ que é o mesmo que dizer que A'1 é a interseção de OA₁ com a paralela a OI tirada pelo ponto A₁I.e; ... e que conhecidos A₁, A'₁ e A₂, o homólogo deste é A'₂ que se obtém por sabermos que A'₂ está sobre a reta OA₂ e A₁A₂ . A'₁A'₂ é um ponto do eixo e.
Pode fazer variar a homologia, deslocando qualquer dos definidores (O, e, l). Se deslocar l, usando o ponto L, pode ver o que acontece quando l é secante, tangente ou exterior à circunferência.
Provisoriamente não pode fazer variar a homologia (construção em restauração)

Nas próximas entradas vamos tratar da preservação de outras propriedades por uma homologia, particularmente as propriedades polares entre elementos homológos. Claro que já vimos na construção da entrada anterior que a tangente a uma cónica tem por homóloga uma reta tangente à sua homológica.

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F. I. Asensi, Geometria Descriptiva Superior y Aplicada. Editorial Dosssat, S.A. Madrid:1980
Richter-Gebert. Perspectives on Projective Geometry. Springer. Berlin:2011
H. S. M. Coxeter, Projective Geometry, Springer. NY:1994
C.F. Klein, Elementary Mathematics from an advanced standpoint - Geometry Dover Publications, inc. New York:2004

Homologia definida por centro, eixo, reta limite. Homológica de uma cónica tangente a 5 retas.

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Ainda usando a construção da penúltima entrada em que se construía o homológico de um pentágono por uma homologia de que se conheciam os centro, eixo e reta limite.
Nesta entrada e na construção associada, tomamos as retas r, s, t, u, v que contêm os lados do pentágono agora como tangentes à cónica, de que ficam assinalados os respetivos pontos de tangência R, S, T, U, V.
Como sabemos esse conjunto de retas constitui um feixe de segunda ordem e a cónica associada é a envolvente das retas do feixe. Considerando os pontos de interseção das retas s, t, v com a reta tangente r (r.s, r.t, r.v) e com a reta tangente u (u.s, u.t, u.v), temos duas pontuais retilíneas (bases r e u, no caso) projetivas não perspetivas. As retas que passam pelos pontos correspondentes por esta projetividade determinam o feixe de segunda ordem (r, s, t, u, v) que define a cónica.

Pode experimentar deslocar a reta limite e ver o que acontece quando esta interseta e não interseta a cónica
A homologia do plano no plano transforma o feixe de 2º ordem r, s, t, u, v no feixe de 2ª ordem r', s', t', u', v', isto é, transforma a cónica definida por 5 retas tangentes a ela, na cónica definida pelas retas homólogas.
A natureza da cónica homológica de uma outra só depende das posições relativas desta e da reta limite associada à homologia.

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F. I. Asensi, Geometria Descriptiva Superior y Aplicada. Editorial Dosssat, S.A. Madrid:1980
Richter-Gebert. Perspectives on Projective Geometry. Springer. Berlin:2011
H. S. M. Coxeter, Projective Geometry, Springer. NY:1994
C.F. Klein, Elementary Mathematics from an advanced standpoint - Geometry Dover Publications, inc. New York:2004