■初等幾何の楽しみ(その111)

 反転の中心をうまく取れば,交わらない2円は同心円に反転できる.一般に反転された円の中心は元の円の中心ではないが,円の接触関係は保たれる.

 (その110)で,すべての円の接点が,反転円の原点を通る直線上か,反転円の原点を中心とする円上に乗っているところまで示した.時間を細切れでしか使えないのでしかたないが,その続きである.

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  w1=(Rcos(2πj/n+α),Rsin(2πj/n+α))→z1

  w2=(rcos(2πj/n+α),rsin(2πj/n+α))→z2

  w3=(tcos(2πj/n+π/n+α),tsin(2πj/n+π/n+α))→z3

  w4=(tcos(2πj/n−π/n+α),tsin(2πj/n−π/n+α))→z4

 w1w2とw3w4は直交するが,z1z2とz3z4が直交するわけではない.メビウス変換

  w=(z+a)/(az+1)

したがって,w=0に写されるのはz=−a.その逆変換は

  z=(−w+a)/(aw−1)

であるから,z=0に写されるのはw=aである.

 したがって,w=0を通る直線は(y軸に平行な直線上に中心をもつ)z=−aを通る円に,|w|=√Rrはその円に直交する円となる.

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