Problema 315 de triánguloscabri

Dado un triangulo ABC y una cónica, sea A'B'C' el triangulo polar de ABC con respecto a la cónica. Demostrar que ABC y A'B'C' estan en perspectiva.

Paul Yiu. Introduction to the Geometry of the Triangle, version 2.0402, Summer 2001. Propuesto por José Carlos Chávez Sandoval.

Solución de Francisco Javier García Capitán

En coordenadas baricéntricas una cónica se expresa como una ecuación polinómica de segundo grado

a la que podemos asociar una matriz simétrica:

La recta polar de un punto P=(u : v : w) puede hallarse mediante el producto de matrices MPt.

Triángulo polar de una cónica respecto de un triángulo

Dado un triángulo ABC y una cónica G, se llama triángulo polar de la cónica respecto de ABC al triángulo formado por las polares de los vértices A, B, C respecto de la cónica G.

Lo que tenemos que demostrar es un resultado atribuido a John Conway por Paul Yiu.

Teorema (Conway). Sea A'B'C' el triángulo formado por las polares respecto de una cónica de los vértices del triángulo ABC. Entonces ABC y A'B'C' son perspectivos.

Si calculamos el centro de perspectiva de los dos triángulos

vemos que se trata del punto

A este punto se le llama centro de perspectiva de la cónica respecto del triángulo ABC.

Observación: Puede observarse que este punto no coincide exactamente con el punto (p:q:r) dado por Paul Yiu. Ello es porque Paul Yiu supone implícitamente que la cónica es inscrita o circunscrita al triángulo ABC, que es lo más usual.

Casos particulares

 

 

Ejemplos
En estas figuras vemos varios ejemplos de cónicas relacionadas con un triángulo, su triángulo polar y su centro de perspectiva.

Cónica: Circunferencia circunscrita Cónica: Circunferencia inscrita Cónica: Circunelipse de Steiner
Centro de perspectiva: Punto simediano Centro de perspectiva: Punto de Gergonne Centro de perspectiva: Baricentro

Cónica: Circunelipse de Macbeath

Cónica: Elipse de los baricentros Cónica. Circunferencia de los 9 puntos
Centro de perspectiva: Circuncentro Centro de perspectiva: Baricentro Centro de perspectiva: ??? (*)

(*) En el último ejemplo el centro de perspectiva tiene coordenadas baricéntricas

no se encuentra en la ETC y su coordenada de búsqueda es -5.990491370...