几何作图综合:圆与变换下的角度/三角函数关系

几何作图综合:圆与变换下的角度/三角函数关系
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2024-01-30 22:57
该范例通过在若干圆与其交点、弧段上进行构造与几何变换,展示角度度量如何在不同位置保持特定几何关系,并可与三角函数表达相联系。核心概念包括:圆与圆的相交/切触几何、角(含∠的刻画)、弧段与扇形、几何变换(旋转、平移、缩放/同位变换)以及与三角函数建模相关的角度特征。作图要点:使用 GeoGebra 命令 Circle 建圆、Intersect 求交点、CircleArc 与 CircleSector 绘制圆弧与扇形、Point 设置关键点;用 Dilate 做同/缩放变换、Rotate 与 Translate 分别进行旋转和平移;借助 Segment、Angle、Midpoint、Polygon、Vector 构造线段、角度、求中点、生成多边形与向量;并结合 Min、Rotate 等实现选择/比较最小值与角度演示;对象包含多圆与交点集合(如 A、B、O、P、C 等)、中间构造点(如 A′、A″、A′_1 等)以及圆弧扇区相关对象(如 C′、c_1 等)。适合高中及大学的几何建模与探究活动,尤其用于几何作图、角度不变量、三角函数联系与综合能力训练。

GeoGebra 命令及参数

  1. Circle(A, B) → c
  2. Intersect(c, q) → O, P
  3. CircleArc(A, O, P) → d
  4. Point(d) → C
  5. CircleArc(A, C, P) → e
  6. Point(e) → D
  7. Dilate(A, If[0 < j ≤ 1, 1 - j, 0], C) → A'
  8. Segment(A, A') → a
  9. Angle(C, A, D) → α
  10. Rotate(A, If[1 < j ≤ 2, ((j - 1) * α), α], A) → A'_1
  11. Rotate(A', If[1 < j ≤ 2, ((j - 1) * α), α], A) → A''
  12. Segment(A'_1, A'') → a'
  13. Segment(A, C) → b
  14. Segment(C, D) → f
  15. Segment(D, A) → g
  16. Midpoint(f) → E
  17. Segment(A, E) → h
  18. Midpoint(h) → F
  19. Segment(A, F) → i
  20. Segment(F, E) → k
  21. Circle(A, (0.35 * i)) → p
  22. Circle(E, (0.15 * Distance[D, E])) → r
  23. Intersect(r, f, 2) → G
  24. Intersect(r, h, 1) → H
  25. Intersect(r, f, 1) → I
  26. Intersect(p, b, 1) → J
  27. Intersect(p, h, 1) → K
  28. Intersect(p, g, 1) → L
  29. Circle(A, B) → c_1
  30. Dilate(C, If[2 < j ≤ 3, 3 - j, 0], D) → C'
  31. Segment(C, C') → l
  32. Polygon(C, D, A) → poly1, a_1, c_2, d_1
  33. Circle(C, (0.2 * Distance[D, E])) → e_1
  34. Intersect(e_1, b) → M,
  35. Intersect(e_1, f) → N,
  36. Dilate(A, If[3 < j ≤ 4, 4 - j, 0], F) → A'_2
  37. Dilate(F, If[5 < j ≤ 6, 6 - j, 0], E) → F'
  38. Dilate(E, If[6 < j ≤ 7, 7 - j, 0], D) → E'
  39. Rotate(E, If[7 < j ≤ 8, ((j - 7) * pi), 3.141592653589793], E) → E'_1
  40. Rotate(E', If[7 < j ≤ 8, ((j - 7) * pi), 3.141592653589793], E) → E''
  41. Dilate(C, If[9 < j ≤ 10, 10 - j, 0], D) → C'_1
  42. Vector(C, C'_1) → u
  43. Angle(E, C, A) → β
  44. CircleArc(A, C, A'') → s_1
  45. Min({a', a, l}) → m
  46. Circle(C, (0.4 * m)) → s
  47. Intersect(s, l, 1) → Q
  48. Intersect(s, a, 1) → R
  49. Rotate(Q, If[0 < n ≤ 1, (n * β), β], C) → Q'
  50. CircleSector(C, Q, Q') → t
  51. Dilate(C, If[2 < n ≤ 3, 3 - n, 0], D) → C'_{2}
  52. Vector(C, C'_{2}) → v
  53. Translate(t, v) → t'
  54. Rotate(t', If[2 < n ≤ 3, ((n - 2) * (pi - β)), pi - β], C'_{2}) → t''

AI 绘图提示语参考

绘制一个包含圆、圆弧和角度关系的几何图形。首先画两个圆 c 和 q,找到它们的交点 O 和 P,然后以 A 为中心,O 和 P 为端点画圆弧 d,并在圆弧上取点 C。接着画圆弧 e 以 A、C 和 P 为参数,并在圆弧上取点 D。通过 A 和 C 作同心圆,通过 A 和 D 作旋转变换得到 A' 和 A'',并连接 A' 和 A''。构造线段和角度,找到中点 E 和 F,画圆 p 和 r,找到它们与线段的交点 G、H、I、J、K 和 L。画圆 c_1 并通过 D 作同心圆,找到与线段的交点 M 和 N。继续进行一系列的旋转和缩放变换,画出新的点和线段,最终得到图形中的关键对象及其关系。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。