Autor Tema: Cónica con centro propio

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28 Junio, 2015, 01:39 pm
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Weip

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Hola a todos. Tengo el siguiente problema:

"Sea \( C \) una cónica no degenerada con centro propio del plano afín real. Demostrad que si \( F \) es un haz de rectas paralelas, los polos de las rectas de \( F \) describen un diámetro de \( C \)."

La verdad es que estoy muy perdido. Tengo claro que si los polos de las rectas de \( F \) describen un diámetro en \( C \) entonces las variedades polares de cada punto pasan por el centro. Pero no tengo ni idea cómo demostrar este hecho. Me he hecho un dibujo y sí, es verdad, pero no sé qué pasos seguir. ¿Alguien me podría dar alguna pista de cómo empezar?

Gracias por adelantado.

29 Junio, 2015, 11:18 am
Respuesta #1

Luis Fuentes

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Hola

Hola a todos. Tengo el siguiente problema:

"Sea \( C \) una cónica no degenerada con centro propio del plano afín real. Demostrad que si \( F \) es un haz de rectas paralelas, los polos de las rectas de \( F \) describen un diámetro de \( C \)."

La verdad es que estoy muy perdido. Tengo claro que si los polos de las rectas de \( F \) describen un diámetro en \( C \) entonces las variedades polares de cada punto pasan por el centro. Pero no tengo ni idea cómo demostrar este hecho. Me he hecho un dibujo y sí, es verdad, pero no sé qué pasos seguir. ¿Alguien me podría dar alguna pista de cómo empezar?

Gracias por adelantado.

No sé muy bien que cosas has dado sobre el tema y puedes utilizar.

1) En general, si \( P \) es un punto el haz de rectas pasando por \( P \) corresponde a las rectas polares de los puntos de la recta polar \( r_p \) de \( P. \)

Spoiler
Para probar esto nota que si \( A \) es la matriz de una cónica, la recta polar de un punto \( P \) es \( (P)^tA(X)=0 \). Si \( Q \) es un punto de tal recta cumple \( (P)^tA(Q)=0 \) o trasponiendo \( (Q)^tA(P)=0 \). Por tanto \( P \) pertence a la recta \( (Q)^tA(X) \), es decir a la recta polar de \( Q \).
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2) Por otra parte un diámetro es una recta polar de un punto del infinito.

3) Finalmente un haz de rectas paralelas corresponde a un haz de rectas pasando por un punto del infinito \( P \). Por (1) los polos de esas rectas son los puntos de la recta polar de \( P \), es decir, de la recta polar de un punto del infinito: de un diámetro.

Saludos.

29 Junio, 2015, 12:00 pm
Respuesta #2

Weip

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Gracias por responder.

1) En general, si \( P \) es un punto el haz de rectas pasando por \( P \) corresponde a las rectas polares de los puntos de la recta polar \( r_p \) de \( P. \)
Esta frase no la he entendido bien. En un haz de rectas paralelas no hay ningún punto común a todas. ¿Te refieres a un haz de rectas que pasa por un punto del infinito?

2) Por otra parte un diámetro es una recta polar de un punto del infinito.
A mí me han definido el diámetro como una recta que pasa por el centro propio. Y el centro como el único punto tal que su variedad polar es la recta del infinito. Supongo que la definición que me has dado es equivalente a la que me han dicho en clase pero ahora mismo no lo veo.

3) Finalmente un haz de rectas paralelas corresponde a un haz de rectas pasando por un punto del infinito \( P \). Por (1) los polos de esas rectas son los puntos de la recta polar de \( P \), es decir, de la recta polar de un punto del infinito: de un diámetro.
Esto sí que lo entendido si asumo los puntos anteriores (que no los he acabado de ver claros).

29 Junio, 2015, 12:16 pm
Respuesta #3

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

1) En general, si \( P \) es un punto el haz de rectas pasando por \( P \) corresponde a las rectas polares de los puntos de la recta polar \( r_p \) de \( P. \)
Esta frase no la he entendido bien. En un haz de rectas paralelas no hay ningún punto común a todas. ¿Te refieres a un haz de rectas que pasa por un punto del infinito?

Lo que quiero decir es que el resultado que enuncio ahí es cierto para cualquier haz de rectas pasando por un punto...¡y un haz de rectas paralelas no es más que un caso particular de un haz de rectas pasando por un punto, cuando éste es del infinito!. Es decir proyectivamente no hay diferencia entre rectas paralelas y rectas pasando por un punto; la diferencia aprece cuando "pensamos" afinmente. Pero por eso vale la pena trabajar en geometría proyectiva (consiguiendo resultados más generales) y sólo particularizar a la afín cuando sea necesario.

Citar
2) Por otra parte un diámetro es una recta polar de un punto del infinito.
A mí me han definido el diámetro como una recta que pasa por el centro propio. Y el centro como el único punto tal que su variedad polar es la recta del infinito. Supongo que la definición que me has dado es equivalente a la que me han dicho en clase pero ahora mismo no lo veo.

Si la variedad polar del centro es la recta del infinito, por la propiedad uno, como los diámetros serían un haz de rectas pasando por el centro sus polos están en la recta polar del centro, es decir, en la recta del infinito. Es decir, un diámetro es una recta polar de un punto del infinito.

Por cierto esa definición que te han dado del centro, como definición me parece horrible, porque se pierde la intuición geométrica más natural de centro: un centro de una figura es un punto respecto a la cuál es simétrica. Para mi esa es la forma natural de definir centro; a posteriori, partiendo de esa definición, es fácil llegar la "definición" que te dan a ti. Esencialmente está hecho aquí (pág 44):

http://caminos.udc.es/info/asignaturas/grado_tecic/101/AL2/pdfs/TEORIA4-1.pdf

Saludos.

29 Junio, 2015, 12:41 pm
Respuesta #4

Weip

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Vale ahora sí.

Por cierto esa definición que te han dado del centro, como definición me parece horrible, porque se pierde la intuición geométrica más natural de centro: un centro de una figura es un punto respecto a la cuál es simétrica. Para mi esa es la forma natural de definir centro; a posteriori, partiendo de esa definición, es fácil llegar la "definición" que te dan a ti.
La definición del centro de simetría me la han demostrado como una proposición. Supongo que me la han dado así porque a priori es más útil de cara a los ejercicios, o al menos me lo parece. O puede ser porque la definición de diámetro queda más visual. Bueno en todo caso me ha quedado claro.