一次分数変換と円

一次分数変換w=az+bcz+dw=\dfrac{az+b}{cz+d}により、円w=k\lvert w\rvert = kにうつるzzの条件を求めよう。

az+bcz+d=k\lvert\dfrac{az+b}{cz+d}\rvert=kを整理する。

az+b=kcz+daz+ba=kcz+dcz+ba:z+dc=a:kc \lvert az+b\rvert=k\lvert cz+d\rvert\\\\ \lvert a\rvert\lvert z+\dfrac{b}{a}\rvert=k\lvert c\rvert\lvert z+\dfrac{d}{c}\rvert\\\\ \lvert z+\dfrac{b}{a}\rvert:\lvert z+\dfrac{d}{c}\rvert=\lvert a\rvert:k\lvert c\rvert

となる。 ba-\dfrac{b}{a}からの距離とdc-\dfrac{d}{c}からの距離の比がa:kc\lvert a\rvert : k\lvert c\rvertになる点の集まりが求める集まり。 これはアポロニウスの円である。

一次分数変換により円と円が対応する。