Теорема про метелика — це класична теорема геометрії Евкліда, яку можна сформулювати такJohnson, Roger A., Advanced Euclidean Geometry, Dover Publ., 2007 (orig. 1929).:

Нехай  — середина хорди кола, через яку проведено дві інші хорди і ; хорди і перетинають хорду у точках і відповідно. Тоді  — середина відрізка .

Доведення

Формальне доведення теореми таке: Нехай з точки опущено перпендикуляри і на прямі і відповідно. Аналогічно, нехай з точки опущено перпендикуляри і на прямі і відповідно.

Оскільки має місце подібність трикутників за трьома кутами, то

Аналогічно, будуть подібні трикутники

тому виконується

Також, будуть подібні трикутники

звідки

І, насамкінець, з подібності

тому

З попередніх рівнянь і теореми про відрізки хорд, що перетинаються, видно, що

оскільки . Тому

Використавши основну властивість пропорції, маємо, що

Звівши подібні доданки

з обох сторін отриманого рівняння, отримаємо

Отже, , оскільки довжини MX, MY та PM — це додатні дійсні числа. Таким чином,  — середина .

Існують інші доведенняMartin Celli, «A Proof of the Butterfly Theorem Using the Similarity Factor of the Two Wings», Forum Geometricorum 16, 2016, 337—338. http://forumgeom.fau.edu/FG2016volume16/FG201641.pdf , зокрема той, що використовує методи проективної геометрії , problem 8..

Історія Доведення теореми про метелика було представлено як розв'язок задачі у «The Gentlemen's Mathematical Companion» (1803). Три рішення були опубліковані в 1804 році, і в 1805 році сер Вільям Гершель знову поставив задачу в листі до Уоллеса. Преподобний Томас Скарр знову поставив те саме запитання в 1814 році в Gentlemen's Diary or Mathematical RepositoryWilliam Wallace's 1803 Statement of the Butterfly Theorem , cut-the-knot, retrieved 2015-05-07..

Примітки

Посилання

Теорема про метелика Краща теорема про метелика Доведення теореми про метелика на PlanetMath Теорема про метелика Джея Варендорфа