本文介紹兩個例子。 一,、圓擺線的畫法圓的擺線,,是指圓在直線上滾動時,,圓邊界上一點形成的軌跡。注意這個點在圓上是固定的,,你可以把它想象成車輛輪胎上扎的一個釘子,,當(dāng)輪子滾動時這個釘子劃過的曲線。既然是軌跡,,當(dāng)然可以用幾何畫板里的“軌跡”功能做出來,,下面是做法。 - 建立一個坐標(biāo)系,,并以 為圓心, 為半徑做一個圓,,以及過圓心 做垂直于縱軸的直線,;
- 在橫軸上任取一點 ,過 做垂直于橫軸的直線,,與上一步所做直線交于一點 ,;
- 在 的延長線上任取一點 ( 長度大于 ,在后面方便一點),;
- 選中 點再單擊菜單“度量/橫坐標(biāo)”,,得到橫坐標(biāo) 后,將其乘以 除以 ,,以轉(zhuǎn)化為角度,,為了符合最終的要求,這個結(jié)果還要乘以 (其中 可以通過鍵盤上的 鍵輸入,,也可以用對話框中的“數(shù)值”下拉按鈕找到),;
- 把 點標(biāo)記為旋轉(zhuǎn)中心,把第 步得到的角度值標(biāo)記為旋轉(zhuǎn)角度,,旋轉(zhuǎn) 點,,得到對應(yīng)的 點,并連接 ,;
- 以 點為圓心做半徑為 的圓,,交 于 點,這個點就是當(dāng)圓滾動時圓邊界上點所在的位置,;
- 同時選中 ,、 兩點,單擊“構(gòu)造/軌跡”得到擺線,。下圖因為 點是在正半軸上所取的,,所以負半軸沒有擺線。
二,、圓錐曲線的參數(shù)方程畫法在中學(xué),,我們只學(xué)過“正常放置”的圓錐曲線參數(shù)方程,,也就是標(biāo)準形式的圓錐曲線參數(shù)方程,如果是一般情況呢,?當(dāng)然如果僅僅是平移一下坐標(biāo)軸,,問題不大,關(guān)鍵在于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸以后的雙曲線和拋物線參數(shù)方程,。 我一直沒有在網(wǎng)上搜到這方面的資料,,但自己獨自思索,產(chǎn)生了一個大膽的想法,,那就是:一般的圓錐曲線參數(shù)方程會不會是 和 的形式,?我當(dāng)然想驗證一下自己的猜測,不過既然是在講解幾何畫板的文章里,,就用幾何畫板來驗證吧,。 - 單擊菜單“數(shù)據(jù)/新建參數(shù)...",彈出下面的對話框,,默認參數(shù)名是 ,,即 ,可以改成 ,;
單擊“數(shù)據(jù)/新建函數(shù)...“輸入 ,注意都是通過單擊繪圖區(qū)內(nèi)對應(yīng)的參數(shù)式子輸入的,;
- 單擊菜單“繪圖/繪制參數(shù)曲線...”,,鼠標(biāo)焦點分別移動到最上的兩個框里,再單擊上一步所做的函數(shù)表達式,,單擊”繪制”按鈕,。
改變各個參數(shù)的值,可以看到我們得到的始終是雙曲線(個別時候是直線),,為什么,?我后來進行了一些推導(dǎo),也不知道是不是正確,,讀者您能解答我的疑惑嗎,? 按照慣例,我在文章末尾總要發(fā)一通感慨總結(jié),,今天我要說的是,,從本例可以總結(jié)出到目前為止我們在幾何畫板里做圖的“三板斧”: - 基本作圖方法,比如作交點,、作平行線和垂線,、作對稱元素等等,大多數(shù)常見的幾何問題,,特別是初中幾何問題,,都可以通過這個方法實現(xiàn),;
- 利用軌跡可以實現(xiàn)很多第一種方法無法實現(xiàn)的作圖,比如前面講過的折紙操作,,還有這里的擺線,;
- 利用表達式作圖,既包括以前講過的諸如三等分任意角,、七等分周角,,也包括這里把直線段之比轉(zhuǎn)化為角度,還有就是利用函數(shù)方程作圖(可以是顯函數(shù),,也可以是參數(shù)方程,、極坐標(biāo)方程,不過似乎不包括隱函數(shù)如 這樣的),。
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