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Spiral similarity

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1251: 17: 3314: 452: 4135: 4522: 2764: 1493: 1406: 4286: 39:
to facilitate the proofs of many theorems and other results in geometry, especially in mathematical competitions and olympiads. Though the origin of this idea is not known, it was documented in 1967 by
3146: 635: 2884: 2824: 571: 4616: 4397: 2145: 2928: 2660: 2338: 2078: 2008: 351: 2264: 4569: 1596: 911: 874: 773: 736: 436: 964: 981:, any line segment can be mapped into any other through the series of plane transformations. We can find the center of the spiral similarity through the following construction: 1244: 275: 3012: 2980: 2616: 2584: 2529: 2497: 2465: 2433: 1740: 1708: 1209: 1047: 1015: 837: 805: 699: 667: 4809: 4780: 4211: 3605: 3576: 3441: 3412: 3175: 1128: 1099: 3842: 405: 4907: 4867: 4127: 4021: 3862: 1157: 371: 4407: 3064: 2381: 2215: 2180: 1838: 1783: 931: 477: 4344: 4315: 4176: 1315: 1286: 500: 167: 3888: 3706: 1549: 1523: 4751: 4728: 4685: 4662: 4107: 4084: 4001: 3978: 3955: 3792: 3769: 3547: 3524: 3383: 3360: 3307: 3284: 3241: 3218: 4887: 4829: 4705: 4639: 4061: 4041: 3932: 3908: 3746: 3726: 3665: 3645: 3625: 3501: 3481: 3461: 3337: 3261: 3195: 3084: 2948: 2552: 2401: 1938: 1918: 1898: 1878: 1858: 1803: 1676: 1656: 1636: 1616: 1177: 1067: 207: 187: 135: 115: 91: 2665: 1411: 1324: 5015: 4975: 4942: 4216: 3089: 41: 578: 2829: 2769: 212: 5086: 4574: 4355: 2083: 94: 2889: 2621: 2269: 32: 4753:. By the spiral similarity construction above, the spiral center must be the intersection of the circumcircles of 2013: 1943: 286: 2220: 1250: 522: 4527: 3313: 1554: 410: 978: 936: 1496: 138: 1214: 879: 842: 741: 704: 2985: 2953: 2589: 2557: 2502: 2470: 2438: 2406: 1713: 1681: 1182: 1020: 988: 810: 778: 672: 640: 1318: 4785: 4756: 4187: 3911: 3675:
Here is an example problem on the 2018 Japan MO Finals which can be solved using spiral similarity:
3581: 3552: 3417: 3388: 3151: 3028: 1104: 1075: 3797: 36: 5067: 4967: 4517:{\displaystyle \angle AXY=180^{\circ }-\angle AEY=\angle YEC=\angle PEC=\angle PBC=\angle ABC.} 380: 61:
Any two directly similar figures are related either by a translation or by a spiral similarity.
5011: 4971: 4938: 4892: 4834: 4112: 4006: 3847: 1136: 356: 4959: 3680: 3034: 2351: 2185: 2150: 1808: 1753: 916: 5063: 462: 16: 4995:(2 ed.). New York, London, Sydney and Toronto: John Wiley & Sons. pp. 72–75. 4320: 4291: 4152: 1291: 1262: 485: 143: 3867: 3685: 1528: 1502: 4733: 4710: 4667: 4644: 4089: 4066: 3983: 3960: 3937: 3774: 3751: 3529: 3506: 3365: 3342: 3289: 3266: 3223: 3200: 4872: 4814: 4690: 4624: 4046: 4026: 3917: 3893: 3731: 3711: 3650: 3630: 3610: 3486: 3466: 3446: 3322: 3246: 3180: 3069: 2933: 2537: 2386: 1923: 1903: 1883: 1863: 1843: 1788: 1661: 1641: 1621: 1601: 1162: 1052: 374: 192: 172: 120: 100: 76: 5080: 4960: 280: 2759:{\displaystyle \angle AXC=\angle AXB+\angle BXC=\angle CXD+\angle BXC=\angle BXD} 4134: 451: 64:(Hint: Directly similar figures are similar and have the same orientation) 28: 1488:{\displaystyle \angle ABX=\angle APX=180^{\circ }-\angle XPC=\angle XDC} 1401:{\displaystyle \angle XAB=180^{\circ }-\angle BPX=\angle XPD=\angle XCD} 509: 1860:, we can solve for the expression of the spiral similarity which takes 4966:. Toronto and New York: Mathematical Association of America. pp.  4317:
is cyclic, as desired. By symmetry, we can prove that quadrilateral
1805:
as points on the complex plane with corresponding complex numbers
450: 407:
is the dilation factor of the spiral similarity, and the argument
15: 5040:
Baca, Jafet (2019). "On a special center of spiral similarity".
4281:{\displaystyle \angle BPC=\angle BAC=180^{\circ }-\angle BEC,} 48:. and 1969 - using the term "dilative rotation" - in his book 1678:. The dilation factor is then just the ratio of side lengths 2534:
This can be seen through the above construction. If we let
459:
Let T be a spiral similarity mapping circle k to k' with k
20:
A spiral similarity taking triangle ABC to triangle A'B'C'.
3141:{\displaystyle \triangle PAB,\triangle PDC,\triangle QAD,} 2950:
is also the center of the spiral similarity which takes
27:
is a plane transformation in mathematics composed of a
4895: 4875: 4837: 4817: 4788: 4759: 4736: 4713: 4693: 4670: 4647: 4627: 4577: 4530: 4410: 4358: 4323: 4294: 4219: 4190: 4155: 4115: 4092: 4069: 4049: 4029: 4009: 3986: 3963: 3940: 3920: 3896: 3870: 3850: 3800: 3777: 3754: 3734: 3714: 3688: 3653: 3633: 3613: 3584: 3555: 3532: 3509: 3489: 3469: 3449: 3420: 3391: 3368: 3345: 3325: 3292: 3269: 3249: 3226: 3203: 3183: 3154: 3092: 3072: 3037: 2988: 2956: 2936: 2892: 2832: 2772: 2668: 2624: 2592: 2560: 2540: 2505: 2473: 2441: 2409: 2389: 2354: 2272: 2223: 2188: 2153: 2086: 2016: 1946: 1926: 1906: 1886: 1866: 1846: 1811: 1791: 1756: 1716: 1684: 1664: 1644: 1624: 1604: 1557: 1531: 1505: 1414: 1327: 1294: 1265: 1217: 1185: 1165: 1139: 1107: 1078: 1055: 1023: 991: 939: 919: 882: 845: 813: 781: 744: 707: 675: 643: 581: 525: 488: 465: 413: 383: 359: 289: 283:, any spiral similarity can be expressed in the form 215: 195: 175: 146: 123: 103: 79: 5010:. Mathematical Association of America. p. 97]. 3503:is also the center of the spiral similarity taking 3339:be the center of the spiral similarity which takes 973:
Center of a spiral similarity for two line segments
630:{\displaystyle \angle P'DC+\angle CDP=180^{\circ }} 4901: 4881: 4861: 4823: 4803: 4774: 4745: 4722: 4699: 4679: 4656: 4633: 4610: 4563: 4516: 4391: 4338: 4309: 4280: 4205: 4170: 4121: 4101: 4078: 4055: 4035: 4015: 3995: 3972: 3949: 3926: 3902: 3882: 3856: 3836: 3786: 3763: 3740: 3720: 3700: 3659: 3639: 3619: 3599: 3570: 3541: 3518: 3495: 3475: 3455: 3435: 3406: 3385:. By the above construction, the circumcircles of 3377: 3354: 3331: 3301: 3278: 3255: 3235: 3212: 3189: 3169: 3140: 3078: 3058: 3006: 2974: 2942: 2922: 2878: 2818: 2758: 2654: 2610: 2578: 2546: 2523: 2491: 2459: 2427: 2395: 2375: 2332: 2258: 2209: 2174: 2139: 2072: 2002: 1932: 1912: 1892: 1872: 1852: 1832: 1797: 1777: 1734: 1702: 1670: 1650: 1630: 1610: 1590: 1543: 1517: 1487: 1400: 1309: 1280: 1238: 1203: 1171: 1151: 1122: 1093: 1061: 1041: 1009: 958: 925: 905: 868: 831: 799: 767: 730: 693: 661: 629: 565: 494: 471: 430: 399: 365: 345: 269: 201: 181: 169:and the dilation as multiplying by a scale factor 161: 129: 109: 85: 2879:{\displaystyle {\frac {AX}{CX}}={\frac {BX}{DX}}} 2819:{\displaystyle {\frac {AX}{BX}}={\frac {CX}{DX}}} 2467:is also the center of a spiral similarity taking 510:construction of the center of a spiral similarity 4611:{\displaystyle \triangle AXY\sim \triangle ABC,} 4392:{\displaystyle \triangle AXY\sim \triangle ABC.} 2140:{\displaystyle {\frac {T(b)-T(a)}{b-a}}=\alpha } 2923:{\displaystyle \triangle AXC\sim \triangle BXD} 2655:{\displaystyle \triangle XAB\sim \triangle XCD} 4937:. United States: MAA Press. pp. 196–200. 2333:{\displaystyle x_{0}={\frac {ad-bc}{a+d-b-c}}} 1133:The circumcircles intersect at a second point 502:k the points P, T(P)= P' and D are collinear. 2403:, the center of the spiral similarity taking 573:, as rotation and dilation preserve angles. 8: 4935:Euclidean Geometry in Mathematical Olympiads 3549:, by similar reasoning the circumcircles of 977:Through a dilation of a line, rotation, and 2073:{\displaystyle T(b)=x_{0}+\alpha (b-x_{0})} 2003:{\displaystyle T(a)=x_{0}+\alpha (a-x_{0})} 346:{\displaystyle T(x)=x_{0}+\alpha (x-x_{0})} 137:in the plane. Expressing the rotation by a 3086:, the circumcircles of the four triangles 2554:be the center of spiral similarity taking 2259:{\displaystyle \alpha ={\frac {d-c}{b-a}}} 4894: 4874: 4836: 4816: 4787: 4758: 4735: 4712: 4692: 4669: 4646: 4626: 4576: 4529: 4430: 4409: 4357: 4322: 4293: 4254: 4218: 4189: 4154: 4114: 4091: 4068: 4048: 4028: 4008: 3985: 3962: 3939: 3919: 3895: 3869: 3849: 3799: 3776: 3753: 3733: 3713: 3687: 3652: 3632: 3612: 3583: 3554: 3531: 3508: 3488: 3468: 3448: 3419: 3390: 3367: 3344: 3324: 3291: 3268: 3248: 3225: 3202: 3182: 3153: 3091: 3071: 3036: 2989: 2987: 2957: 2955: 2935: 2891: 2856: 2833: 2831: 2796: 2773: 2771: 2667: 2623: 2593: 2591: 2561: 2559: 2539: 2506: 2504: 2474: 2472: 2442: 2440: 2410: 2408: 2388: 2353: 2286: 2277: 2271: 2230: 2222: 2187: 2152: 2087: 2085: 2061: 2036: 2015: 1991: 1966: 1945: 1925: 1905: 1885: 1865: 1845: 1810: 1790: 1755: 1717: 1715: 1685: 1683: 1663: 1643: 1623: 1603: 1556: 1530: 1504: 1449: 1413: 1347: 1326: 1293: 1264: 1218: 1216: 1186: 1184: 1164: 1138: 1106: 1077: 1054: 1024: 1022: 992: 990: 944: 938: 918: 883: 881: 846: 844: 814: 812: 782: 780: 745: 743: 708: 706: 676: 674: 644: 642: 621: 580: 524: 487: 464: 414: 412: 392: 384: 382: 358: 334: 309: 288: 214: 194: 174: 145: 122: 102: 78: 4918: 3027:Spiral similarity can be used to prove 3023:Proof of Miquel's Quadrilateral Theorem 566:{\displaystyle \angle CMP=\angle CM'P'} 4564:{\displaystyle \angle AYX=\angle ACB,} 3647:. Thus, all four circles intersect at 1591:{\displaystyle \angle AXB=\angle CXD,} 4143:We first prove the following claims: 3022: 2886:. So, by SAS similarity, we see that 1069:be the intersection of the two lines. 508:This property is the basis for the 431:{\displaystyle {\text{arg}}(\alpha )} 59:is important for the Euclidean plane: 7: 5057: 5055: 5035: 5033: 5031: 5029: 5027: 4928: 4926: 4924: 4922: 1072:Draw the circumcircles of triangles 959:{\displaystyle 180^{\circ }-\beta } 97:followed a dilation about a center 4789: 4760: 4593: 4578: 4546: 4531: 4499: 4484: 4469: 4454: 4439: 4411: 4374: 4359: 4263: 4235: 4220: 4191: 3585: 3556: 3421: 3392: 3155: 3123: 3108: 3093: 2908: 2893: 2744: 2729: 2714: 2699: 2684: 2669: 2640: 2625: 1573: 1558: 1473: 1458: 1430: 1415: 1386: 1371: 1356: 1328: 1108: 1079: 602: 582: 541: 526: 14: 3031:: given four noncollinear points 1239:{\displaystyle {\overline {CD}}.} 906:{\displaystyle {\overline {CP'}}} 869:{\displaystyle {\overline {M'D}}} 768:{\displaystyle {\overline {CP'}}} 731:{\displaystyle {\overline {M'D}}} 270:{\displaystyle S(p)=d(T(p-c))+c.} 93:is composed of a rotation of the 4288:thus proving that quadrilateral 4133: 3864:be the circumcircle of triangle 3312: 3007:{\displaystyle {\overline {BD}}} 2975:{\displaystyle {\overline {AC}}} 2611:{\displaystyle {\overline {CD}}} 2579:{\displaystyle {\overline {AB}}} 2524:{\displaystyle {\overline {BD}}} 2492:{\displaystyle {\overline {AC}}} 2460:{\displaystyle {\overline {CD}}} 2428:{\displaystyle {\overline {AB}}} 1735:{\displaystyle {\overline {AB}}} 1703:{\displaystyle {\overline {CD}}} 1249: 1204:{\displaystyle {\overline {AB}}} 1042:{\displaystyle {\overline {BD}}} 1010:{\displaystyle {\overline {AC}}} 832:{\displaystyle {\overline {CP}}} 800:{\displaystyle {\overline {MD}}} 694:{\displaystyle {\overline {CP}}} 662:{\displaystyle {\overline {MD}}} 4641:is the spiral center that maps 479:k' = {C, D} and fixed point C. 3177:intersect at one point, where 3029:Miquel's Quadrilateral Theorem 2198: 2192: 2163: 2157: 2114: 2108: 2099: 2093: 2067: 2048: 2026: 2020: 1997: 1978: 1956: 1950: 969:So P, P' and D are collinear. 425: 419: 393: 385: 340: 321: 299: 293: 255: 252: 240: 234: 225: 219: 156: 150: 1: 4804:{\displaystyle \triangle FBC} 4775:{\displaystyle \triangle FXY} 4206:{\displaystyle \triangle BAE} 3600:{\displaystyle \triangle QBC} 3571:{\displaystyle \triangle QAD} 3436:{\displaystyle \triangle PDC} 3407:{\displaystyle \triangle PAB} 3170:{\displaystyle \triangle QBC} 1746:Solution with complex numbers 1179:is the spiral center mapping 1123:{\displaystyle \triangle PCD} 1094:{\displaystyle \triangle PAB} 2999: 2967: 2603: 2571: 2516: 2484: 2452: 2420: 2344:Pairs of spiral similarities 1727: 1695: 1598:so a rotation angle mapping 1228: 1196: 1034: 1002: 913:, so one of these angles is 898: 861: 824: 792: 760: 723: 686: 654: 4213:is isosceles, we note that 4063:, respectively. Prove that 3837:{\displaystyle CA=CD,BA=BE} 5103: 4869:must be concyclic. Hence, 438:is the angle of rotation. 4811:. However, this point is 400:{\displaystyle |\alpha |} 5064:Three Lemmas in Geometry 5042:Mathematical Reflections 5006:Coxeter, H.S.M. (1967). 4993:Introduction to Geometry 4991:Coxeter, H.S.M. (1969). 4958:Coxeter, H.S.M. (1967). 3794:, respectively, so that 50:Introduction to Geometry 4902:{\displaystyle \omega } 4862:{\displaystyle A,F,X,Y} 4707:be the intersection of 4122:{\displaystyle \omega } 4016:{\displaystyle \omega } 3857:{\displaystyle \omega } 3263:is the intersection of 3197:is the intersection of 2266:, from which we obtain 2217:, we plug in to obtain 1152:{\displaystyle X\neq P} 366:{\displaystyle \alpha } 35:. It is used widely in 4903: 4883: 4863: 4825: 4805: 4776: 4747: 4724: 4701: 4681: 4658: 4635: 4612: 4565: 4524:By similar reasoning, 4518: 4393: 4340: 4311: 4282: 4207: 4172: 4131: 4123: 4103: 4080: 4057: 4037: 4017: 3997: 3974: 3951: 3928: 3904: 3884: 3858: 3838: 3788: 3765: 3748:be points on segments 3742: 3722: 3702: 3661: 3641: 3621: 3601: 3572: 3543: 3520: 3497: 3477: 3457: 3437: 3408: 3379: 3356: 3333: 3303: 3280: 3257: 3237: 3214: 3191: 3171: 3142: 3080: 3060: 3059:{\displaystyle A,B,C,} 3008: 2976: 2944: 2924: 2880: 2820: 2760: 2656: 2612: 2580: 2548: 2525: 2493: 2461: 2429: 2397: 2377: 2376:{\displaystyle A,B,C,} 2334: 2260: 2211: 2210:{\displaystyle T(b)=d} 2176: 2175:{\displaystyle T(a)=c} 2141: 2074: 2004: 1934: 1914: 1894: 1874: 1854: 1834: 1833:{\displaystyle a,b,c,} 1799: 1779: 1778:{\displaystyle A,B,C,} 1736: 1704: 1672: 1652: 1632: 1612: 1592: 1545: 1519: 1489: 1402: 1311: 1282: 1240: 1205: 1173: 1153: 1124: 1095: 1063: 1043: 1011: 960: 927: 926:{\displaystyle \beta } 907: 870: 833: 801: 769: 732: 695: 663: 631: 567: 512:for two linesegments. 496: 482:Then for each point P 473: 456: 432: 401: 367: 347: 271: 203: 183: 163: 131: 111: 87: 21: 4904: 4884: 4864: 4826: 4806: 4777: 4748: 4725: 4702: 4682: 4659: 4636: 4613: 4571:so by AA similarity, 4566: 4519: 4394: 4341: 4312: 4283: 4208: 4173: 4124: 4104: 4081: 4058: 4038: 4018: 3998: 3975: 3952: 3929: 3905: 3885: 3859: 3839: 3789: 3766: 3743: 3723: 3703: 3677: 3662: 3642: 3622: 3602: 3573: 3544: 3521: 3498: 3478: 3458: 3438: 3409: 3380: 3357: 3334: 3304: 3281: 3258: 3238: 3215: 3192: 3172: 3143: 3081: 3061: 3009: 2977: 2945: 2925: 2881: 2821: 2761: 2657: 2613: 2581: 2549: 2526: 2494: 2462: 2430: 2398: 2378: 2335: 2261: 2212: 2177: 2142: 2075: 2005: 1935: 1915: 1895: 1875: 1855: 1835: 1800: 1780: 1737: 1705: 1673: 1653: 1633: 1613: 1593: 1546: 1520: 1490: 1403: 1319:cyclic quadrilaterals 1312: 1283: 1241: 1206: 1174: 1154: 1125: 1096: 1064: 1044: 1012: 961: 928: 908: 871: 834: 802: 770: 733: 696: 669:intersects the chord 664: 632: 568: 497: 474: 472:{\displaystyle \cap } 454: 433: 402: 368: 348: 272: 204: 184: 164: 139:linear transformation 132: 112: 88: 19: 4893: 4873: 4835: 4815: 4786: 4757: 4734: 4711: 4691: 4668: 4645: 4625: 4575: 4528: 4408: 4356: 4339:{\displaystyle PBDC} 4321: 4310:{\displaystyle PBEC} 4292: 4217: 4188: 4171:{\displaystyle PBEC} 4153: 4113: 4090: 4067: 4047: 4027: 4007: 3984: 3961: 3938: 3918: 3894: 3868: 3848: 3798: 3775: 3752: 3732: 3712: 3686: 3651: 3631: 3611: 3582: 3553: 3530: 3507: 3487: 3467: 3447: 3418: 3389: 3366: 3343: 3323: 3290: 3267: 3247: 3224: 3201: 3181: 3152: 3090: 3070: 3035: 2986: 2954: 2934: 2890: 2830: 2770: 2666: 2622: 2590: 2558: 2538: 2503: 2471: 2439: 2407: 2387: 2352: 2270: 2221: 2186: 2151: 2084: 2014: 1944: 1924: 1904: 1884: 1864: 1844: 1809: 1789: 1754: 1714: 1682: 1662: 1642: 1622: 1602: 1555: 1529: 1503: 1412: 1325: 1310:{\displaystyle XPCD} 1292: 1281:{\displaystyle ABPX} 1263: 1215: 1183: 1163: 1137: 1105: 1076: 1053: 1021: 989: 937: 917: 880: 843: 811: 779: 742: 705: 673: 641: 579: 523: 495:{\displaystyle \in } 486: 463: 411: 381: 357: 287: 213: 193: 173: 162:{\displaystyle T(x)} 144: 121: 101: 77: 73:A spiral similarity 4933:Chen, Evan (2016). 3883:{\displaystyle ADE} 3701:{\displaystyle ABC} 1551:are similar. Thus, 1544:{\displaystyle XCD} 1518:{\displaystyle XAB} 637:, as if the radius 5087:Euclidean geometry 5008:Geometry Revisited 4962:Geometry Revisited 4899: 4879: 4859: 4821: 4801: 4772: 4746:{\displaystyle CY} 4743: 4723:{\displaystyle BX} 4720: 4697: 4680:{\displaystyle BC} 4677: 4657:{\displaystyle XY} 4654: 4631: 4608: 4561: 4514: 4389: 4336: 4307: 4278: 4203: 4168: 4119: 4102:{\displaystyle CY} 4099: 4079:{\displaystyle BX} 4076: 4053: 4033: 4013: 3996:{\displaystyle PE} 3993: 3973:{\displaystyle PD} 3970: 3950:{\displaystyle BC} 3947: 3924: 3900: 3880: 3854: 3834: 3787:{\displaystyle AC} 3784: 3764:{\displaystyle AB} 3761: 3738: 3718: 3698: 3657: 3637: 3617: 3597: 3568: 3542:{\displaystyle BC} 3539: 3519:{\displaystyle DA} 3516: 3493: 3473: 3453: 3433: 3404: 3378:{\displaystyle DC} 3375: 3355:{\displaystyle AB} 3352: 3329: 3302:{\displaystyle CD} 3299: 3279:{\displaystyle AB} 3276: 3253: 3236:{\displaystyle BC} 3233: 3213:{\displaystyle AD} 3210: 3187: 3167: 3138: 3076: 3056: 3004: 2972: 2940: 2920: 2876: 2816: 2756: 2652: 2608: 2576: 2544: 2521: 2489: 2457: 2425: 2393: 2373: 2330: 2256: 2207: 2172: 2137: 2070: 2000: 1930: 1910: 1890: 1870: 1850: 1830: 1795: 1775: 1732: 1700: 1668: 1648: 1628: 1608: 1588: 1541: 1515: 1485: 1398: 1307: 1278: 1236: 1201: 1169: 1149: 1120: 1091: 1059: 1039: 1007: 956: 923: 903: 866: 829: 807:doesn't intersect 797: 765: 728: 691: 659: 627: 563: 492: 469: 457: 428: 397: 363: 343: 267: 199: 179: 159: 127: 107: 83: 46:Geometry Revisited 37:Euclidean geometry 22: 5061:Zhao, Y. (2010). 5017:978-0-88385-619-2 4977:978-0-88385-619-2 4944:978-0-88385-839-4 4882:{\displaystyle F} 4831:, so thus points 4824:{\displaystyle A} 4700:{\displaystyle F} 4634:{\displaystyle A} 4621:We now note that 4056:{\displaystyle Y} 4036:{\displaystyle X} 3927:{\displaystyle A} 3903:{\displaystyle P} 3741:{\displaystyle E} 3721:{\displaystyle D} 3660:{\displaystyle M} 3640:{\displaystyle M} 3620:{\displaystyle Q} 3496:{\displaystyle M} 3476:{\displaystyle P} 3456:{\displaystyle M} 3332:{\displaystyle M} 3256:{\displaystyle Q} 3190:{\displaystyle P} 3079:{\displaystyle D} 3002: 2970: 2943:{\displaystyle X} 2874: 2851: 2814: 2791: 2606: 2574: 2547:{\displaystyle X} 2519: 2487: 2455: 2423: 2396:{\displaystyle D} 2328: 2254: 2129: 1933:{\displaystyle D} 1913:{\displaystyle B} 1893:{\displaystyle C} 1873:{\displaystyle A} 1853:{\displaystyle d} 1798:{\displaystyle D} 1730: 1698: 1671:{\displaystyle D} 1651:{\displaystyle C} 1631:{\displaystyle B} 1611:{\displaystyle A} 1231: 1199: 1172:{\displaystyle X} 1062:{\displaystyle P} 1037: 1005: 933:and the other is 901: 864: 827: 795: 763: 726: 689: 657: 455:Spiral similarity 417: 202:{\displaystyle p} 182:{\displaystyle d} 130:{\displaystyle c} 117:with coordinates 110:{\displaystyle O} 86:{\displaystyle S} 25:Spiral similarity 5094: 5071: 5059: 5050: 5049: 5037: 5022: 5021: 5003: 4997: 4996: 4988: 4982: 4981: 4965: 4955: 4949: 4948: 4930: 4908: 4906: 4905: 4900: 4888: 4886: 4885: 4880: 4868: 4866: 4865: 4860: 4830: 4828: 4827: 4822: 4810: 4808: 4807: 4802: 4781: 4779: 4778: 4773: 4752: 4750: 4749: 4744: 4729: 4727: 4726: 4721: 4706: 4704: 4703: 4698: 4686: 4684: 4683: 4678: 4663: 4661: 4660: 4655: 4640: 4638: 4637: 4632: 4617: 4615: 4614: 4609: 4570: 4568: 4567: 4562: 4523: 4521: 4520: 4515: 4435: 4434: 4398: 4396: 4395: 4390: 4345: 4343: 4342: 4337: 4316: 4314: 4313: 4308: 4287: 4285: 4284: 4279: 4259: 4258: 4212: 4210: 4209: 4204: 4177: 4175: 4174: 4169: 4149:: Quadrilateral 4137: 4128: 4126: 4125: 4120: 4108: 4106: 4105: 4100: 4085: 4083: 4082: 4077: 4062: 4060: 4059: 4054: 4042: 4040: 4039: 4034: 4022: 4020: 4019: 4014: 4002: 4000: 3999: 3994: 3979: 3977: 3976: 3971: 3956: 3954: 3953: 3948: 3933: 3931: 3930: 3925: 3909: 3907: 3906: 3901: 3889: 3887: 3886: 3881: 3863: 3861: 3860: 3855: 3843: 3841: 3840: 3835: 3793: 3791: 3790: 3785: 3770: 3768: 3767: 3762: 3747: 3745: 3744: 3739: 3727: 3725: 3724: 3719: 3707: 3705: 3704: 3699: 3681:scalene triangle 3666: 3664: 3663: 3658: 3646: 3644: 3643: 3638: 3626: 3624: 3623: 3618: 3606: 3604: 3603: 3598: 3577: 3575: 3574: 3569: 3548: 3546: 3545: 3540: 3525: 3523: 3522: 3517: 3502: 3500: 3499: 3494: 3482: 3480: 3479: 3474: 3462: 3460: 3459: 3454: 3442: 3440: 3439: 3434: 3413: 3411: 3410: 3405: 3384: 3382: 3381: 3376: 3361: 3359: 3358: 3353: 3338: 3336: 3335: 3330: 3316: 3308: 3306: 3305: 3300: 3285: 3283: 3282: 3277: 3262: 3260: 3259: 3254: 3242: 3240: 3239: 3234: 3219: 3217: 3216: 3211: 3196: 3194: 3193: 3188: 3176: 3174: 3173: 3168: 3147: 3145: 3144: 3139: 3085: 3083: 3082: 3077: 3065: 3063: 3062: 3057: 3013: 3011: 3010: 3005: 3003: 2998: 2990: 2981: 2979: 2978: 2973: 2971: 2966: 2958: 2949: 2947: 2946: 2941: 2929: 2927: 2926: 2921: 2885: 2883: 2882: 2877: 2875: 2873: 2865: 2857: 2852: 2850: 2842: 2834: 2825: 2823: 2822: 2817: 2815: 2813: 2805: 2797: 2792: 2790: 2782: 2774: 2765: 2763: 2762: 2757: 2661: 2659: 2658: 2653: 2617: 2615: 2614: 2609: 2607: 2602: 2594: 2585: 2583: 2582: 2577: 2575: 2570: 2562: 2553: 2551: 2550: 2545: 2530: 2528: 2527: 2522: 2520: 2515: 2507: 2498: 2496: 2495: 2490: 2488: 2483: 2475: 2466: 2464: 2463: 2458: 2456: 2451: 2443: 2434: 2432: 2431: 2426: 2424: 2419: 2411: 2402: 2400: 2399: 2394: 2382: 2380: 2379: 2374: 2339: 2337: 2336: 2331: 2329: 2327: 2304: 2287: 2282: 2281: 2265: 2263: 2262: 2257: 2255: 2253: 2242: 2231: 2216: 2214: 2213: 2208: 2181: 2179: 2178: 2173: 2146: 2144: 2143: 2138: 2130: 2128: 2117: 2088: 2079: 2077: 2076: 2071: 2066: 2065: 2041: 2040: 2009: 2007: 2006: 2001: 1996: 1995: 1971: 1970: 1939: 1937: 1936: 1931: 1919: 1917: 1916: 1911: 1899: 1897: 1896: 1891: 1879: 1877: 1876: 1871: 1859: 1857: 1856: 1851: 1839: 1837: 1836: 1831: 1804: 1802: 1801: 1796: 1784: 1782: 1781: 1776: 1741: 1739: 1738: 1733: 1731: 1726: 1718: 1709: 1707: 1706: 1701: 1699: 1694: 1686: 1677: 1675: 1674: 1669: 1657: 1655: 1654: 1649: 1637: 1635: 1634: 1629: 1617: 1615: 1614: 1609: 1597: 1595: 1594: 1589: 1550: 1548: 1547: 1542: 1524: 1522: 1521: 1516: 1495:. Therefore, by 1494: 1492: 1491: 1486: 1454: 1453: 1407: 1405: 1404: 1399: 1352: 1351: 1316: 1314: 1313: 1308: 1287: 1285: 1284: 1279: 1253: 1245: 1243: 1242: 1237: 1232: 1227: 1219: 1210: 1208: 1207: 1202: 1200: 1195: 1187: 1178: 1176: 1175: 1170: 1158: 1156: 1155: 1150: 1129: 1127: 1126: 1121: 1100: 1098: 1097: 1092: 1068: 1066: 1065: 1060: 1048: 1046: 1045: 1040: 1038: 1033: 1025: 1016: 1014: 1013: 1008: 1006: 1001: 993: 965: 963: 962: 957: 949: 948: 932: 930: 929: 924: 912: 910: 909: 904: 902: 897: 896: 884: 875: 873: 872: 867: 865: 860: 856: 847: 838: 836: 835: 830: 828: 823: 815: 806: 804: 803: 798: 796: 791: 783: 774: 772: 771: 766: 764: 759: 758: 746: 737: 735: 734: 729: 727: 722: 718: 709: 700: 698: 697: 692: 690: 685: 677: 668: 666: 665: 660: 658: 653: 645: 636: 634: 633: 628: 626: 625: 592: 572: 570: 569: 564: 562: 554: 501: 499: 498: 493: 478: 476: 475: 470: 437: 435: 434: 429: 418: 415: 406: 404: 403: 398: 396: 388: 377:. 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See also 4346:is cyclic. 4178:is cyclic. 3018:Corollaries 985:Draw lines 979:translation 447:Two circles 4913:References 3912:reflection 1638:also maps 1259:Note that 1049:, and let 442:Properties 189:, a point 69:Definition 5068:Solutions 4897:ω 4790:△ 4761:△ 4594:△ 4591:∼ 4579:△ 4547:∠ 4532:∠ 4500:∠ 4485:∠ 4470:∠ 4455:∠ 4440:∠ 4437:− 4432:∘ 4412:∠ 4375:△ 4372:∼ 4360:△ 4264:∠ 4261:− 4256:∘ 4236:∠ 4221:∠ 4192:△ 4117:ω 4023:again at 4011:ω 3852:ω 3586:△ 3557:△ 3422:△ 3393:△ 3156:△ 3124:△ 3109:△ 3094:△ 3000:¯ 2968:¯ 2909:△ 2906:∼ 2894:△ 2745:∠ 2730:∠ 2715:∠ 2700:∠ 2685:∠ 2670:∠ 2641:△ 2638:∼ 2626:△ 2604:¯ 2572:¯ 2517:¯ 2485:¯ 2453:¯ 2421:¯ 2322:− 2316:− 2296:− 2248:− 2237:− 2225:α 2135:α 2123:− 2103:− 2055:− 2046:α 1985:− 1976:α 1728:¯ 1696:¯ 1574:∠ 1559:∠ 1474:∠ 1459:∠ 1456:− 1451:∘ 1431:∠ 1416:∠ 1387:∠ 1372:∠ 1357:∠ 1354:− 1349:∘ 1329:∠ 1229:¯ 1197:¯ 1144:≠ 1109:△ 1080:△ 1035:¯ 1003:¯ 954:β 951:− 946:∘ 921:β 899:¯ 862:¯ 825:¯ 793:¯ 775:, and if 761:¯ 724:¯ 687:¯ 655:¯ 623:∘ 603:∠ 583:∠ 542:∠ 527:∠ 490:∈ 467:∩ 423:α 390:α 361:α 328:− 319:α 247:− 5081:Category 3957:. Lines 3679:Given a 3607:meet at 3483:. Since 2766:. Also, 2147:. Since 1321:. Thus, 894:′ 854:′ 756:′ 716:′ 701:, then 590:′ 560:′ 552:′ 353:, where 33:dilation 29:rotation 4350:Claim 2 4147:Claim 1 3934:across 2930:. Thus 2618:, then 1159:. Then 839:, then 506:Remark: 279:On the 57:theorem 42:Coxeter 5048:: 1–9. 5014:  4974:  4970:–100. 4941:  4687:. Let 4402:Proof: 4184:Since 4182:Proof: 4141:Proof: 3844:. Let 3708:, let 1257:Proof: 516:Proof: 31:and a 4003:meet 2080:, so 373:is a 95:plane 5012:ISBN 4972:ISBN 4939:ISBN 4782:and 4730:and 4086:and 4043:and 3980:and 3910:the 3890:and 3771:and 3728:and 3627:and 3578:and 3463:and 3414:and 3319:Let 3286:and 3243:and 3220:and 3148:and 3066:and 2383:and 2182:and 2010:and 1900:and 1840:and 1785:and 1525:and 1317:are 1288:and 1101:and 1017:and 4664:to 4428:180 4252:180 3914:of 3526:to 3362:to 2982:to 2586:to 2499:to 2435:to 1920:to 1880:to 1710:to 1658:to 1618:to 1447:180 1345:180 1211:to 942:180 619:180 416:arg 5083:: 5054:^ 5044:. 5026:^ 4968:95 4921:^ 4352:: 3667:. 3014:. 2531:. 2340:. 1742:. 966:. 52:. 5046:1 5020:. 4980:. 4947:. 4877:F 4857:Y 4854:, 4851:X 4848:, 4845:F 4842:, 4839:A 4819:A 4799:C 4796:B 4793:F 4770:Y 4767:X 4764:F 4741:Y 4738:C 4718:X 4715:B 4695:F 4675:C 4672:B 4652:Y 4649:X 4629:A 4606:, 4603:C 4600:B 4597:A 4588:Y 4585:X 4582:A 4559:, 4556:B 4553:C 4550:A 4544:= 4541:X 4538:Y 4535:A 4512:. 4509:C 4506:B 4503:A 4497:= 4494:C 4491:B 4488:P 4482:= 4479:C 4476:E 4473:P 4467:= 4464:C 4461:E 4458:Y 4452:= 4449:Y 4446:E 4443:A 4424:= 4421:Y 4418:X 4415:A 4387:. 4384:C 4381:B 4378:A 4369:Y 4366:X 4363:A 4334:C 4331:D 4328:B 4325:P 4305:C 4302:E 4299:B 4296:P 4276:, 4273:C 4270:E 4267:B 4248:= 4245:C 4242:A 4239:B 4233:= 4230:C 4227:P 4224:B 4201:E 4198:A 4195:B 4166:C 4163:E 4160:B 4157:P 4129:. 4097:Y 4094:C 4074:X 4071:B 4051:Y 4031:X 3991:E 3988:P 3968:D 3965:P 3945:C 3942:B 3922:A 3898:P 3878:E 3875:D 3872:A 3832:E 3829:B 3826:= 3823:A 3820:B 3817:, 3814:D 3811:C 3808:= 3805:A 3802:C 3782:C 3779:A 3759:B 3756:A 3736:E 3716:D 3696:C 3693:B 3690:A 3655:M 3635:M 3615:Q 3595:C 3592:B 3589:Q 3566:D 3563:A 3560:Q 3537:C 3534:B 3514:A 3511:D 3491:M 3471:P 3451:M 3431:C 3428:D 3425:P 3402:B 3399:A 3396:P 3373:C 3370:D 3350:B 3347:A 3327:M 3297:D 3294:C 3274:B 3271:A 3251:Q 3231:C 3228:B 3208:D 3205:A 3185:P 3165:C 3162:B 3159:Q 3136:, 3133:D 3130:A 3127:Q 3121:, 3118:C 3115:D 3112:P 3106:, 3103:B 3100:A 3097:P 3074:D 3054:, 3051:C 3048:, 3045:B 3042:, 3039:A 2996:D 2993:B 2964:C 2961:A 2938:X 2918:D 2915:X 2912:B 2903:C 2900:X 2897:A 2871:X 2868:D 2863:X 2860:B 2854:= 2848:X 2845:C 2840:X 2837:A 2811:X 2808:D 2803:X 2800:C 2794:= 2788:X 2785:B 2780:X 2777:A 2754:D 2751:X 2748:B 2742:= 2739:C 2736:X 2733:B 2727:+ 2724:D 2721:X 2718:C 2712:= 2709:C 2706:X 2703:B 2697:+ 2694:B 2691:X 2688:A 2682:= 2679:C 2676:X 2673:A 2650:D 2647:C 2644:X 2635:B 2632:A 2629:X 2600:D 2597:C 2568:B 2565:A 2542:X 2513:D 2510:B 2481:C 2478:A 2449:D 2446:C 2417:B 2414:A 2391:D 2371:, 2368:C 2365:, 2362:B 2359:, 2356:A 2325:c 2319:b 2313:d 2310:+ 2307:a 2302:c 2299:b 2293:d 2290:a 2284:= 2279:0 2275:x 2251:a 2245:b 2240:c 2234:d 2228:= 2205:d 2202:= 2199:) 2196:b 2193:( 2190:T 2170:c 2167:= 2164:) 2161:a 2158:( 2155:T 2132:= 2126:a 2120:b 2115:) 2112:a 2109:( 2106:T 2100:) 2097:b 2094:( 2091:T 2068:) 2063:0 2059:x 2052:b 2049:( 2043:+ 2038:0 2034:x 2030:= 2027:) 2024:b 2021:( 2018:T 1998:) 1993:0 1989:x 1982:a 1979:( 1973:+ 1968:0 1964:x 1960:= 1957:) 1954:a 1951:( 1948:T 1928:D 1908:B 1888:C 1868:A 1848:d 1828:, 1825:c 1822:, 1819:b 1816:, 1813:a 1793:D 1773:, 1770:C 1767:, 1764:B 1761:, 1758:A 1724:B 1721:A 1692:D 1689:C 1666:D 1646:C 1626:B 1606:A 1586:, 1583:D 1580:X 1577:C 1571:= 1568:B 1565:X 1562:A 1539:D 1536:C 1533:X 1513:B 1510:A 1507:X 1483:C 1480:D 1477:X 1471:= 1468:C 1465:P 1462:X 1443:= 1440:X 1437:P 1434:A 1428:= 1425:X 1422:B 1419:A 1396:D 1393:C 1390:X 1384:= 1381:D 1378:P 1375:X 1369:= 1366:X 1363:P 1360:B 1341:= 1338:B 1335:A 1332:X 1305:D 1302:C 1299:P 1296:X 1276:X 1273:P 1270:B 1267:A 1234:. 1225:D 1222:C 1193:B 1190:A 1167:X 1147:P 1141:X 1130:. 1118:D 1115:C 1112:P 1089:B 1086:A 1083:P 1057:P 1031:D 1028:B 999:C 996:A 891:P 887:C 858:D 851:M 821:P 818:C 789:D 786:M 753:P 749:C 720:D 713:M 683:P 680:C 651:D 648:M 615:= 612:P 609:D 606:C 600:+ 597:C 594:D 587:P 557:P 549:M 545:C 539:= 536:P 533:M 530:C 426:) 420:( 394:| 386:| 341:) 336:0 332:x 325:x 322:( 316:+ 311:0 307:x 303:= 300:) 297:x 294:( 291:T 265:. 262:c 259:+ 256:) 253:) 250:c 244:p 241:( 238:T 235:( 232:d 229:= 226:) 223:p 220:( 217:S 197:p 177:d 157:) 154:x 151:( 148:T 125:c 105:O 81:S

Index


rotation
dilation
Euclidean geometry
Coxeter
plane
linear transformation
complex plane
complex number

construction of the center of a spiral similarity
translation

cyclic quadrilaterals
AA similarity
Miquel's Quadrilateral Theorem
Miquel's Theorem
scalene triangle
reflection





ISBN
978-0-88385-839-4
Geometry Revisited
95
ISBN
978-0-88385-619-2

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