Question

圆锥曲线极点极线定理

Answer 1

圆锥曲线极点极线定理如下：

极线

在数学中， 极线通常是一个适用于圆锥曲线的概念，如果圆锥曲线的切于A,B两点的切线相交于P点，那么P点称为直线AB关于该曲线的极点(pole)，直线AB称为P点的极线(polar)。

但是上面定义仅适用于P点在此圆锥曲线外部的情况。实际上，在P点在圆锥曲线内部的时候同样可以定义极线，这时我们可以认为极线是过P点做此圆锥曲线两条虚切线切点的连线.特别的，如果这个圆锥曲线是一个圆，我们同样有圆的极线和极点的概念。

极线的几何性质

对于圆锥曲线,两个点的切线的交点的极线即这两点的连线。此外，过不在圆锥曲线上任意一点做两条和此曲线相交的直线得出四个点，那么这四个点确定的四边形的对角线交点在该点的极线。我们也可以把这个性质作为圆锥曲线的极线的定义。

而当一个动点移动到曲线上，那么它的极线就退化为过这点的切线， 所以，极点和极线的思想实际上是曲线上点和过该点切线的思想的一般化。

极线的代数形式

对于一般的圆锥曲线,我们可以将它的方程写成矩阵形式

[x,y,1]A[x,y,1]^T=0

其中[x,y,1]^T表示这是一个列向量,其中A是一个3*3矩阵.那么对于平面上任意一个点(x0,y0)，其对应极线方程即 [x0,y0,1]A[x,y,1]^T=0。而这个同圆锥曲线的切线方程也是一致的。

反演变化中的极线

在反演变换中，如果反演中心为O，P点经过反演变换后得到P'，则过P'垂直PO（O、P、P'共线）的直线称为P点的极线(polar)，P称为该直线的极点(pole)。实际上,这个定义同前面圆锥曲线的极线和极点是一致的,只是这里的圆锥曲线取为这个反演变换的反演圆。