Yhdeksän pisteen ympyrä

Yhdeksän pisteen ympyrä eli Eulerin ympyrä eli Feuerbachin ympyrä tarkoittavat geometriassa samaa kolmioon liittyvää ympyrää. Ympyrän nimi juontaa juurensa siitä, että yleisen kolmion kolme pisteryhmää sijaitsevat ympyrän kehällä. Kehäpisteinä ovat kolme korkeusjanojen kantapistettä (kuvassa G, H ja I), kolme kolmion sivujen keskipistettä (D, E ja F) ja kolme ortokeskuksen ja kolmion kärjen välisen janan keskipistettä (J, K ja L, ). Vaikka kehältä on löydetty vielä lisää pisteitä, on nimitys säilynyt samana.
Ympyrän nimitys.
Suomalaisen nimityksen vakiintumattomuus saattaa johtua kansainvälisen nimitystavan kirjavuudesta, sillä eri maissa käytetään pääsääntöisesti kolmea nimeä. Ympyrän pisteitä ovat tutkineet monet, mutta Leonhard Euleria ja Karl Wilhelm Feuerbachia on kunnioitettu kutsumalla ympyrää heidän nimellään. Muun muassa seuraavia nimityksiä on käytössä: , , , , , , , , , ja .
Ympyrän ominaisuuksia.
Ympyrän säde RN on puolet kolmiota ympäröivän ympyrän säteestä
formula_1. Ympyrä myös puolittaa kaikki janat ortokeskuksesta kolmiota ympäröivälle ympyrälle.
Yhdeksän pisteen ympyrä ympäröi ortokolmiota ja keskistä kolmiota.
Yhdeksän pisteen ympyrä sivuaa kolmion sisään piirrettyä ympyrää sisäpuolisesti Feuerbachin pisteessä. Ympyrä sivuaa myös kaikkia kolmea ulkokeskusympyrää ulkoisesti. Tämän Feuerbach todisti ja tulos tunnetaan myös "Feuerbachin teoreemana". Näistä ulkoisista sivuamispisteistä muodostuu niin sanottu Feuerbachin kolmio.
Pisteet ympyrän kehällä.
Ympyrän kehältä tunnetaan muun muassa seuraavia pisteitä:
Ympyrän keskipiste X5.
Ympyrän keskipistettä kutsutaan kuvailevasti yhdeksän pisteen ympyrän keskipisteeksi () ja se on luetteloitu Kimberlingin merkillisten pisteiden ensyklopediaan tunnuksella formula_8. Piirroksissa se merkitään usein myös tunnuksella N tai F.
Pisteen trilineaariset koordinaatit ovat
formula_9
formula_10
formula_11
Pisteen barysentriset koordinaatit ovat
formula_12
formula_13 
Keskipiste sijaitsee kolmion ympäri piirretyn ympyrän keskipisteen ja ortokeskuksen puolivälissä eli formula_14. Se toteuttaa myös yhtälön
formula_15
missä R on kolmion ympäri piiretyn ympyrän säde.
Keskipiste on eräs Eulerin suoran pisteitä ja samalla myös Steinerin ympyrän keskipiste.
Keskipisteen isogonaalinen konjugaatti on formula_16.
Feuerbachin piste X11.
Feuerbachin piste on yhdeksän pisteen ympyrän ja kolmion sisään piirretyn ympyrän sivuamispiste. Se on luetteloitu Kimbergingin merkillisten pisteiden ensyklopediaan tunnuksella formula_2.
Pisteen trilineaariset koordinaatit ovat
formula_18 
formula_19
formula_20.
Barysentriset koordinaatit ovat
formula_21
formula_22.
Etäisyydet Feuerbachin pisteestä kolmion sivujen keskipisteisiin täyttää aina ehdon, jossa pisin etäisyys on kahden lyhyemmän summa.
Feuerbachin piste sijaitsee kolmion sisään piirretyn ympyrän sivuamispisteessä, joten etäisyys sen keskipisteestä I on sen säde.
Feuerbachin pisteen isogonaalinen konjugaatti on formula_23.
Historia.
Euler osoitti vuonna 1765, että korkeusjanojen kantapisteiden lisäksi ympyrä kulkee myös sivujen keskipisteiden kautta. Feuerbach osoitti, että edellisten kuuden pisteen lisäksi ympyrä kulkee myös jokaisen korkeusjanan ortopisteen ja kantapisteen välisen janan keskipisteen kautta (). Feuerbachin teoreemana tunnettu tulos nimesi pisteiden lukumääräksi yhdeksän. Feuerbachin teoreemana tunnetaan myös toinen tulos, jossa yhdeksän pisteen ympyrä sivuaa kolmion sisälle piirrettyä ympyrää sisäpuolisesti ja kolmion viereen piirrettyjä ympyröitä ulkopuolisesti. Tämä tulos julkaistiin vuonna 1822. Vasta tämän tuloksen jälkeen voitiin puhua yhdeksän pisteen ympyrästä.
Vaikka nimekkäät tutkijat ovatkin saaneet nimensä ympyrän nimeksi, oli ajatus käynyt monen muunkin mielessä vuosia aiemmin. Vuonna 1804 eräs tuntematon englantilainen Benjamin Bevan ehdotti samantapaista probleemaa. Muutama vuosi myöhemmin, vuonna 1821, Charles-Julien Brianchon (1783−1864) ja Jean-Victor Poncelet (1788−1867) julkaisivat (Gergonnen Annales'issa) saman teoreeman.