Si
se verifican las mismas condiciones de la proposición anterior,
excepto que ahora la sección es una elipse, y que el eje es su eje mayor, entonces
la menor de las rectas trazadas desde el punto dado
será la que es igual a la mitad del lado recto, mientras que la mayor
será la parte restante del eje; y, para las otras rectas, las más cercanas a la recta mínima
serán menores que las más alejadas. Por otra parte,
el cuadrado de cada una de ellas excede al cuadrado de la recta mínima en una cantidad
igual al rectángulo construido sobre la recta entre el pie de su perpendicular y el vértice de la sección semejante al rectángulo delimitado por el diámetro transverso y la diferencia entre el diámetro transverso y el lado recto, donde el diámetro transverso es el homólogo
a la recta entre el pie de perpendicular y el vértice de la sección.
Sea ABC una elipse de eje mayor AC. Sea la recta CD igual
a la mitad del lado recto, y tracemos desde el punto D a la sección,
rectas DF, DE, DB, DG. Digo que la recta DC es la menor de las
que se pueden trazar desde el punto D; que la recta DA
es la mayor de ellas; que las más cercanas a la recta DC son menores que
las más alejadas,
finalmente, que el cuadrado de cada una de las restantes rectas excede al
cuadrado de DC en una cantidad igual al rectángulo construido sobre la recta entre
el pie de su recta perpendicular y el vértice C, semejante al rectángulo limitado por
el eje CA y la diferencia entre este eje y el lado recto.
Hagamos CH=(1/2)lado recto; sea I el centro, y tracemos las rectas FKN, EL, BDX perpendiculares al eje.
Tracemos, por el punto A, la recta AQ paralela a estas últimas rectas,
y tracemos las dos rectas JT, NS paralelas al eje CA. Entonces,
FK2=2⏢(CHNK)=2(⏢(CHJK) + △(HJN))[Prop. V.1].
Como, DC = CH, entonces, por semejanza de triángulos, KD = KJ,
de donde DK2 = DK·KJ = 2△(KDJ). Luego DF2 = DK2 + FK2
= 2(△(KAJ) + ⏢(CHJK) + △(HJN)) = 2(△(DCH) + △(HJN)). Como, DC2 =
2△(DCH), y ▭(JNTS) = 2△(HJN); entonces DF2 = DC2 + ▭(JNTS) =
DC2 + JT·JN = DC2 + KC·JN.
Como 2IC = AC y 2CH = lado recto; entonces IC/CH = AC/lado recto. Como, por semejanza de triángulos,
NS/SH = IC/CH, entonces NS/SH = AC/2CH, o ya que NS = TJ = HT, se tiene
HT/SH = AC/2CH, de donde HT/(HT-SH) = HT/TS = AC/(AC- CH), o
TJ/JN = AC/(AC-CH), de donde, ya que TJ = KC, tenemos que
JN = KC((AC-2CH)/AC), de donde
DF2 = DC2 + KC2((AC-2CH)/AC).
Además, digo que el cuadrado de la recta DB está en el mismo caso que el cuadrado de la recta DB.
En efecto,
AB2 = 2⏢(CDXH) = 2(△(CDH) + △(DHX)). Como CD2 =
CD·CH = 2△(CDH); luego DB2 - CD2 = 2△(DHX) = CD·DX. Como,
por semejanza de rectángulos, DX/CD = (AC - 2CH)/AC, entonces
DX = CD((AC - 2CH)/AC); luego DB2 = CD2 + CD2((AC - 2CH)/AC).
Digo también que DG2 = CD2 + CM2((AC - 2CH)/AC).
En efecto, GM2 = 2⏢(MAOP) = 2(△(AIO) - △(MIP))[Prop. V.1]. Ya que el triángulo DMR es semejante al
triángulo isósceles HDC, tenemos MD = MR, de donde MD2 = MD·MR = 2△(DMR); luego
DG2 = GM2 + MD2 = 2(△(AIO) - △(MIP) + △(DMR)) = 2(△(AIO) + ⏢(IDRP)); o,
ya que △(AIO) = △(IHC), DG2 = 2(△(IHC) + ⏢(IDRP)) = 2(△(DCH) + △(RHP)).
Como, CM·RP = 2△(RHP), entonces DG2 = CD2 + CM·RP. Como, por semejanza de rectángulos,
RP/CM = (AC - 2CH)/AC, entonces DG2 = CD2 + CM2((AC - 2CH)/AC).
Paralelamente, ya que el triángulo QDA es semejante al triángulo isósceles HDC, tenemos que QA = DA;
luego DA2 = DA·QA = 2△(QAD) = 2(⏢(QOID) + △(OIA)) =
2(⏢(QOID) + △(HIC)) = 2(△(QHO) + △(DCH)). Como, CD2 = CD·CH = 2△(DCH);
luego DA2 = CD2 + 2△(QHO). Como, AC·QO = 2△(QHO);
entonces DA2 = CD2 + AC·QO.
Como, por semejanza de rectángulos, QO/AC = (AC - 2CH)/AC, entonces QO = AC - 2CH; luego
DA2 = CD2 + AC2((AC - 2CH)/AC).
Como, el rectángulo construido sobre la recta CA
es mayor que el construido sobre la recta CM, y el construido sobre la recta
CM es mayor que el construido sobre la recta CD; entonces, la recta CD es la menor de las rectas trazadas desde el punto D a la sección, y la recta DA es la mayor de ellas. En cuanto a las otras, las más cercana a la recta mínima es menor que la más alejada. Por otra parte, la diferencia
dentre el cuadrado de cada una de estas rectas y el cuadrado de la recta mínima
es una cantidad igual al rectángulo mencionado.
Q. E. D.