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贝勒罗芬娜贝壳曲线（Concha Bellerophina）的几何构造

贝勒罗芬娜贝壳曲线（Concha Bellerophina）的几何构造
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2023-03-15 19:22
圆数列参数方程几何作图
所属专题 geometriadinamica.es
① 本范例演示了如何通过一系列几何作图与参数方程，构造出形似贝勒罗芬娜贝壳的优美曲线，属于经典的贝壳曲线（Concha）家族。② 核心数学概念包括参数曲线、椭圆与圆的交点、正交线、角度度量以及序列生成，涉及组合数学中的排列与百分比运算，体现了几何与代数的结合。③ 作图要点：从构造摘要可见，使用了Segment、Point、OrthogonalLine、Circle、Intersect、Ellipse、Angle、CurveCartesian、Sequence等GeoGebra命令，通过定义多个辅助点（如P1-P4、Q1-Q4）和辅助线，逐步构建出曲线所需的参数关系，最终用CurveCartesian绘制曲线，并用Sequence生成动态序列。④ 适合高中或大学低年级学生，用于探索参数曲线、几何构造与数学美学的联系，也可作为数学实验或艺术数学课程的示例，帮助学生理解如何从几何约束推导出参数方程。

GeoGebra 命令及参数

  1. Segment(Q3, Q4) → p2
  2. Point(p2) → P3
  3. Segment(P3, Q4) → p4
  4. Point(p4) → P4
  5. Segment(Q1, Q2) → p1
  6. Point(p1) → P1
  7. Segment(P1, Q2) → p3
  8. Point(p3) → P2
  9. OrthogonalLine(C, yAxis) → zz1
  10. Circle(C, 0.62) → zz0
  11. Intersect(zz0, zz1, 1) → ZZ1
  12. Intersect(zz0, zz1, 2) → ZZ2
  13. Ellipse(ZZ1, ZZ2, 0.65) → zElipse1
  14. Intersect(zElipse1, zz1) → ZZ5, ZZ6
  15. Point(zElipse1) → XY
  16. Angle(ZZ6, C, XY) → zAngRot
  17. OrthogonalLine(C, xAxis) → zz2
  18. Intersect(zz0, zz2, 2) → ZZ3
  19. Intersect(zz0, zz2, 1) → ZZ4
  20. Ellipse(ZZ3, ZZ4, 0.65) → zElipse2
  21. Intersect(zElipse2, zz2) → ZZ7, ZZ8
  22. Point(zElipse2) → Z
  23. Angle(ZZ8, C, Z) → zAngInc
  24. Segment(Q5, Q6) → p5
  25. Point(p5) → P5
  26. Segment(ZZ5, ZZ6) → zz4
  27. Segment(ZZ7, ZZ8) → zz3
  28. Intersect(zElipse2, zElipse1, 1) → zPunto1
  29. Intersect(zElipse2, zElipse1, 4) → zPunto2
  30. Segment(zPunto1, zPunto2) → zSeg2
  31. CurveCartesian((r * ((((exp((f * u)) * (d + (a * cos(α)))) * cos((c * u))) * sin(zAngRot)) + (((exp((f * u)) * (d + (a * cos(α)))) * sin((c * u))) * cos(zAngRot)))), (r * ((((((-exp((f * u))) * (d + (a * cos(α)))) * cos((c * u))) * cos(zAngRot)) * sin(zAngInc)) + ((((exp((f * u)) * (d + (a * cos(α)))) * sin((c * u))) * sin(zAngRot)) * sin(zAngInc)) + ((exp((f * u)) * ((-1.4 * e) + (b * sin(α)))) * cos(zAngInc)))), u, u1, u2) → curva2
  32. CurveCartesian((r * ((((exp((f * β)) * (d + (a * cos(v)))) * cos((c * β))) * sin(zAngRot)) + (((exp((f * β)) * (d + (a * cos(v)))) * sin((c * β))) * cos(zAngRot)))), (r * ((((((-exp((f * β))) * (d + (a * cos(v)))) * cos((c * β))) * cos(zAngRot)) * sin(zAngInc)) + ((((exp((f * β)) * (d + (a * cos(v)))) * sin((c * β))) * sin(zAngRot)) * sin(zAngInc)) + ((exp((f * β)) * ((-1.4 * e) + (b * sin(v)))) * cos(zAngInc)))), v, v1, v2) → a1
  33. CurveCartesian((r * ((((exp((f * max)) * (d + (a * cos(v)))) * cos((c * max))) * sin(zAngRot)) + (((exp((f * max)) * (d + (a * cos(v)))) * sin((c * max))) * cos(zAngRot)))), (r * ((((((-exp((f * max))) * (d + (a * cos(v)))) * cos((c * max))) * cos(zAngRot)) * sin(zAngInc)) + ((((exp((f * max)) * (d + (a * cos(v)))) * sin((c * max))) * sin(zAngRot)) * sin(zAngInc)) + ((exp((f * max)) * ((-1.4 * e) + (b * sin(v)))) * cos(zAngInc)))), v, v1, v2) → curva1
  34. Sequence(CurveCartesian[(r * ((((exp((f * u)) * (d + (a * cos(v)))) * cos((c * u))) * sin(zAngRot)) + (((exp((f * u)) * (d + (a * cos(v)))) * sin((c * u))) * cos(zAngRot)))), (r * ((((((-exp((f * u))) * (d + (a * cos(v)))) * cos((c * u))) * cos(zAngRot)) * sin(zAngInc)) + ((((exp((f * u)) * (d + (a * cos(v)))) * sin((c * u))) * sin(zAngRot)) * sin(zAngInc)) + ((exp((f * u)) * ((-1.4 * e) + (b * sin(v)))) * cos(zAngInc)))), v, v1, v2], u, u1, u2, paso) → list2
  35. Sequence(CurveCartesian[(r * ((((exp((f * u)) * (d + (a * cos(v)))) * cos((c * u))) * sin(zAngRot)) + (((exp((f * u)) * (d + (a * cos(v)))) * sin((c * u))) * cos(zAngRot)))), (r * ((((((-exp((f * u))) * (d + (a * cos(v)))) * cos((c * u))) * cos(zAngRot)) * sin(zAngInc)) + ((((exp((f * u)) * (d + (a * cos(v)))) * sin((c * u))) * sin(zAngRot)) * sin(zAngInc)) + ((exp((f * u)) * ((-1.4 * e) + (b * sin(v)))) * cos(zAngInc)))), u, u1, u2], v, v1, v2, paso) → list1

AI 绘图提示语参考

要绘制一个类似贝壳的曲线，形状由椭圆和圆的交点决定。通过构造辅助点、圆和椭圆，利用相交点计算角度，再结合参数方程生成曲线。曲线由多个椭圆和圆的交点作为旋转参考点，参数方程中包含指数函数、三角函数和角度参数，最终得到动态变化的贝壳状图形。构造顺序为：先建立辅助点和圆，获取交点；再构造椭圆并求交点；测量角度；最后用参数方程绘制曲线并生成序列。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来，仅供参考。