猫鼠追逐模拟:动态几何优化与向量追踪
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该范例通过GeoGebra构建了一个猫与老鼠的追逐模拟场景,直观演示了动态几何中点的运动轨迹与速度向量关系。核心数学概念包括向量运算、角度测量、圆的切线、线段长度比较以及最优化问题(如猫何时能追上老鼠或老鼠如何逃脱)。作图要点:使用Circle、Point、PointIn创建圆和动点,Angle和If控制条件分支,Segment、Radius、UnitVector、Tangent、Line、Intersect、Mirror等命令构造几何关系,并通过滑块(slider)和动画(anim)驱动运动。适合高中及以上学段用于理解向量、圆、切线、最优化及动态几何建模,也可作为数学实验或竞赛辅导素材。
GeoGebra 命令及参数
Circle(O, R) → cPoint(c) → APoint(c) → CatPointIn(c) → MouseAngle(Mouse, O, Cat) → αIf(α > π, true, false) → MClockIf(MClock, v_c, (-v_c)) → dv_cIf(MClock, v_c / 4, ((-v_c)) / 4) → dv_mSegment(O, Mouse) → iSegment(O, Cat) → jCircle(O, Mouse) → dRadius(d) → rUnitVector(Vector[O, Mouse]) → mradunitAngle(Cat, O, Mouse) → βUnitVector(Vector[Cat, Mouse]) → ctmunitSegment(Cat, O) → fSegment(O, Mouse) → gCircle(O, circlingboundaryrad) → eCircle(O, dashboundaryrad) → hTangent(Cat, c) → n,Point(n) → DCircle(Cat, D) → pLine(O, Mouse) → qIntersect(c, q) → E, FTangent(F, c) → s,Line(Mouse, s) → f_1Point(f_1) → GCircle(Mouse, G) → c_1Intersect(p, n, 2) → BMirror(pic3, LineBisector[Cat, D]) → pic4