Соосные окружности и конфигурации типа Понселе — спецкурс «Дабромат»

Соосные окружности и конфигурации типа Понселе

Андрей Шевцов
Андрей Шевцов
Автор статьи «О соосных окружностях и конфигурации типа Понселе» и соавтор статей «Педальные окружности, обобщённые точки Фейербаха и полюсы треугольника», «Обобщение леммы Веррьера»
Выпускник лицея «Вторая школа» и факультета математики НИУ ВШЭ
Серебряный медалист Международной математической олимпиады (IMO)
Quant researcher в Wunder Fund

Дан треугольник ABC. Пусть ω — его вписанная окружность, а A₁, B₁ и C₁ — точки её касания со сторонами. Обозначим через γ вписанную окружность треугольника A₁B₁C₁. Из вершин треугольника ABC проведём касательные к окружности γ. Они пересекут соответствующие стороны треугольника в шести точках. Докажите, что все эти точки лежат на одной окружности, соосной с окружностями ω и γ.

Чертёж к задаче о соосных окружностях

Именно с этой задачи начинается история одной из самых красивых современных геометрических конструкций. Впоследствии Андрей Шевцов обнаружил, что за ней скрывается гораздо более общая теорема, объединяющая теорему Понселе, формулу Эйлера для вписанной и описанной окружностей и теорию полюсов и поляр.

На спецкурсе мы подробно разберём путь от исходной задачи к общей теореме, опубликованной в журнале «Математическое просвещение». Мы увидим, как естественным образом возникает понятие соосных окружностей, познакомимся с полюсами и полярами, принципом двойственности и проективными движениями, а затем шаг за шагом восстановим доказательство основной теоремы. Одна из самых неожиданных идей курса — проективное движение точки, позволяющее заменить сложную геометрическую задачу исследованием дробно-линейных функций.

Большая часть курса будет посвящена решению задач, развивающих эти идеи и показывающих, как современные методы проективной геометрии применяются при решении сложных олимпиадных задач.

Как всё будет устроено

01
4 занятия в прямом эфире с возможностью задавать вопросы
02
4 серии задач для самостоятельного решения
03
Проверка всех решений преподавателем
04
Доступ к записям остаётся до декабря

Программа спецкурса

01
Теорема Понселе и новая конфигурация
Классическая теорема Понселе. Формула Эйлера. Постановка основной теоремы курса и история её возникновения.
02
Полюса, поляры и степени точек
Полярность относительно окружности. Принцип двойственности. Переформулировка основной теоремы через степени точек и подготовка к доказательству.
03
Доказательство основной теоремы
Полное доказательство теоремы о соосных окружностях. Обсуждение используемых лемм, возникающих конфигураций и ключевых вычислений.
04
Обобщения и приложения
Переход от окружностей к коникам, связь с классической теоремой Понселе и красивые следствия для вписанных и описанных окружностей треугольника. Обсуждение возможных дальнейших направлений развития теории.

Календарь занятий

Календарь занятий спецкурса
Такса Дуся
Жми Таксе на нос и сдавай задачи!
Все задачи спецкурса отправляются на проверку через Таксу Дусю. Преподаватель проверит решение и даст подробный фидбэк.
Основные материалы
«О соосных окружностях и конфигурации типа Понселе» — А. А. Шевцов
«Геометрические свойства кривых второго порядка» — А. Акопян, А. Заславский
«Инверсия» — И. Жижилкин
Дополнительно
«Движение точек» — Д. Ю. Бродский
Лекции по линейной алгебре — А. Л. Городенцев

Спецкурс «Соосные окружности и конфигурации типа Понселе»

Занятия в прямом эфире, лекции, задачи с индивидуальной проверкой и фидбэком от преподавателя.

Присоединиться к спецкурсу