図において
直線 AC と BD の交点を Q、、
直線 AD と BC の交点を R、とするとき
P, Q, R が一直線上にあることを示せ。
定円を単位円として、P は実軸上にあるように
座標をいれて、複素数平面で考える。
A, B, C, D, P, Q, R に対応する複素数を
各々 a, b, c, d, p, q, r とおく

P, Q, R が一直線上にあることは

f = pq - pq + qr - qr + rp - rp

とおくとき f = 0 を示せばよい。(下記参考)
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参考 一般に a, b, z を複素数とする。
ただし a ≠ b とする。
複素数平面において a と b を結ぶ直線上に
z がある為の必要十分条件は
(z-a)/(b-a) が実数になることである。 それは

(z-a)/(b-a) = (z-a)/(b-a)

つまり

(b-a)(z-a) - (z-a)(b-a) = 0

整頓して、それは

za - za + ab - ab + bz - bz = 0

である。