两相切圆与公切线中的几何平均动态关系(GoGeometry 第86题)

两相切圆与公切线中的几何平均动态关系(GoGeometry 第86题)
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2017-08-13 08:02
该范例动态展示两个相互外切的圆、一条外公切线以及另一条特殊线段之间满足的几何平均关系。核心数学概念是几何平均(geometric mean),即某条线段的长度等于另外两条线段长度的乘积的平方根,同时涉及圆的切线性质、相似三角形以及比例关系。作图要点包括:使用Circle、Point、Segment、Line、Intersect、Ray、Tangent、Semicircle、OrthogonalLine、Midpoint、Dilate、Angle、Rotate、CircleArc、Vector、Translate等GeoGebra命令,构造出两个相切圆、公切线、半圆、垂线、中点、旋转与平移等对象,并通过滑块或拖动点实现动态变化。适合高中或大学几何课程中探究几何平均与圆切线关系的教学演示,也可用于几何作图训练和数学实验。

GeoGebra 命令及参数

  1. Circle(A, B) → c
  2. Point(c) → C
  3. Segment(A, C) → f
  4. Line(A, C) → g
  5. Circle(C, 2) → d
  6. Intersect(d, g, 2) → E
  7. Ray(C, E) → h
  8. Point(h) → F
  9. Circle(F, C) → e
  10. Tangent(c, e) → i, j, k, l
  11. Intersect(-2.3471111943866765x² - 0.7116767516501961x y + 0.9621700797027014y² + 23.938748022851275x - 0.2856770767977977y = 52.59818359165294, c) → , , ,
  12. Intersect(c, i) → D
  13. Intersect(e, i) → G
  14. Semicircle(A, F) → p
  15. Line(A, F) → m
  16. OrthogonalLine(C, m) → n
  17. Intersect(p, n, 1) → H
  18. Segment(C, H) → q
  19. Segment(D, G) → r
  20. Midpoint(D, G) → I
  21. Dilate(A, If[2 < o ≤ 3, 3 - o, 0], D) → A'
  22. Dilate(F, If[2 < o ≤ 3, 3 - o, 0], G) → F'
  23. Segment(A, A') → s
  24. Segment(F, F') → t
  25. Dilate(D, If[0 < o ≤ 1, 1 - o, 0], I) → D'
  26. Dilate(I, If[1 < o ≤ 2, 2 - o, 0], G) → I'
  27. Segment(D, D') → f_1
  28. Segment(I, I') → g_1
  29. Angle(I, D, A) → α
  30. Angle(F, G, I) → β
  31. Dilate(A, If[3 < o ≤ 4, 4 - o, 0], C) → A'_1
  32. Dilate(C, If[4 < o ≤ 5, 5 - o, 0], F) → C'
  33. Segment(A, A'_1) → h_1
  34. Segment(C, C') → i_1
  35. Rotate(F, If[5 < o ≤ 6, ((o - 5) * π), π], Midpoint[A, F]) → F'_1
  36. Midpoint(A, F) → J
  37. CircleArc(J, F, F'_1) → c_1
  38. Dilate(H, If[7 < o ≤ 8, 8 - o, 0], C) → H'
  39. Segment(H, H') → j_1
  40. Angle(H, C, A) → γ
  41. Segment(F, G) → k_1
  42. Angle(H, I, D) → δ
  43. Rotate(H, If[9 < o ≤ 10, ((o - 9) * δ), δ], C) → H'_1
  44. Rotate(H', If[9 < o ≤ 10, ((o - 9) * δ), δ], C) → H''
  45. Segment(H'_1, H'') → l_1
  46. Dilate(C, If[10 < o ≤ 11, 11 - o, 0], I) → C'_1
  47. Vector(C, C'_1) → u
  48. Translate(H'_1, u) → K
  49. Translate(H'', u) → H'''
  50. Segment(K, H''') → m_1
  51. Rotate(K, If[11 < o ≤ 12, ((-(o - 11)) * π), (-π)], I) → K'
  52. Rotate(H''', If[11 < o ≤ 12, ((-(o - 11)) * π), (-π)], I) → L
  53. Segment(K', L) → n_1

AI 绘图提示语参考

绘制两个相切的圆,一个圆心为A,半径为r,另一个圆心为C,半径为2r。画出它们的外切线,以及从A到C的线段。构造一个以C为圆心,半径为2r的圆,与外切线相交得到点E,从E画出射线EF。以F为圆心,半径为2r的圆,与第一个圆相切得到切点D和G。画出A到F的半圆,从C画出垂直于AF的直线,与半圆相交得到点H。连接CH,构造CH的中点I。以D为圆心,I为缩放中心,按比例缩放点A和F得到A'和F',连接AA'和FF'。以I为圆心,D为缩放中心,按比例缩放点D得到D',连接DD'。旋转F得到F'1,构造F'1关于D的旋转弧c1。以C为圆心,半径为2r的圆,与外切线相交得到点H',连接CH',构造CH'的中点K。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。