丹德林球(Dandelin's Spheres)的圆锥截面演示

丹德林球(Dandelin's Spheres)的圆锥截面演示
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2018-08-02 00:16
①本范例通过三维空间中的两个内切球(丹德林球)与圆锥、截平面的交互,直观演示了圆锥曲线(椭圆)的焦点性质:截平面与圆锥的交线为椭圆,且两个球与截平面的切点恰好是椭圆的两个焦点。②核心数学概念包括圆锥曲线的定义、焦点与准线的关系、空间几何中的切球与切点、以及截平面与圆锥的相交路径。③作图要点:使用GeoGebra的Line、Cone、Sphere、IntersectPath、Focus、OrthogonalLine、Segment、Intersect、Point、Ray、Circle等命令,构造了圆锥、两个内切球、截平面、交线路径、焦点以及辅助线段和点,并利用滑块或动态点调整截平面角度以观察椭圆形状变化。④适合高中或大学阶段的解析几何与立体几何教学,也可用于数学实验或探究活动,帮助学生直观理解圆锥曲线的几何本质。

GeoGebra 命令及参数

  1. Line((0, 0, -3), (0, 0, r_2)) → zg
  2. Cone((0, 0, -3), (0, 0, r_2), r_1) → kg, c, a
  3. IntersectPath(E_0, kg) → d
  4. Focus(d) → F_1, F_2
  5. OrthogonalLine(F_1, d) → a_1
  6. Corner(d) → A, B, C, D
  7. Segment((0, 0, -3), (0, 0, r_2)) → za
  8. Intersect(a_1, zg) → C_1
  9. Sphere(C_1, F_1) → Dk_1
  10. OrthogonalLine(F_2, d) → a_2
  11. Intersect(a_2, zg) → C_2
  12. Sphere(C_2, F_2) → Dk_2
  13. Point(d) → P
  14. Segment(C_1, F_1) → cf_1
  15. Segment(C_2, F_2) → cf_2
  16. Ray(Z, Q) → zq
  17. OrthogonalLine(C_2, zq, space) → sc_2
  18. Intersect(zq, sc_2) → Bk_2
  19. Circle((0, 0, z(Bk_2)), x(Bk_2), space) → kr_2
  20. Circle(Bk_{2c}, Bk_{2b}, Bk_2) → e_2
  21. OrthogonalLine(C_1, zq, space) → sc_1
  22. Intersect(zq, sc_1) → Bk_1
  23. Circle(Bk_{1c}, Bk_{1b}, Bk_1) → e_1
  24. Intersect(zq, c) → E,
  25. Ray(Z, P) → zp
  26. Intersect(zp, c) → F,
  27. IntersectPath(E_0, E_1) → b
  28. OrthogonalLine(P_1, b, space) → e
  29. Intersect(b, e) → L
  30. Line(L, P) → f
  31. Segment(P, P_1) → s_{01}
  32. Segment(P_1, L) → s_{02}
  33. Segment((0, 0, z(Bk_1)), P_1) → s_{m2}
  34. Intersect(s_{m2}, e_1) → P_3,

AI 绘图提示语参考

绘制一个圆锥,然后在圆锥内放置两个相切的球体,球体与切平面相切。切平面与圆锥相交形成一个椭圆,椭圆的焦点是两个球体与切平面的切点。首先画一个圆锥,接着画两个球体并确保它们与圆锥内切,然后画一个切平面与圆锥相交,标记出椭圆的焦点。最后,添加辅助线和点以展示椭圆的性质。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。