球面镶嵌的交互式演示

球面镶嵌的交互式演示
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2020-10-07 14:37
这个范例展示了如何在球面上进行镶嵌,演示了球面几何中的密铺现象。涉及的核心数学概念包括立体几何、球面几何和空间分割。作图要点包括使用GeoGebra命令如Point、Icosahedron、Midpoint、Sphere等来构造球面模型,并通过对象如Density、A、B、C等进行参数化调整。适合高中生或大学低年级学生用于学习球面几何和立体几何的实践操作。

GeoGebra 命令及参数

  1. Point(Circle[Midpoint[A, B], (Distance[A, B] * sqrt(3) / 2), Segment[A, B]]) → C
  2. Icosahedron(A, B, C) → a, D, faceABC, faceACF, faceAFG, faceADG, faceABD, faceBDH, faceBEH, faceBCE, faceCEI, faceCFI, E, faceEHK, faceEIK, faceIKL, faceFIL, faceHJK, faceJKL, faceGJL, faceFGL, faceDHJ, faceDGJ, F, edgeAC, edgeAB, edgeBC, edgeAF, edgeCF, edgeAG, edgeFG, edgeAD, edgeDG, edgeBD, G, edgeBH, edgeDH, edgeBE, edgeEH, edgeCE, edgeCI, edgeEI, edgeFI, edgeEK, edgeHK, H, edgeIK, edgeIL, edgeKL, edgeFL, edgeJK, edgeHJ, edgeJL, edgeGL, edgeGJ, edgeDJ, I, J, K, L
  3. Midpoint(D, I) → M
  4. Sphere(M, A) → b
  5. PointIn(b) → P
  6. OrthogonalLine(M, xOyPlane) → f
  7. Plane(J, f) → c
  8. OrthogonalLine(M, c) → g
  9. Intersect(f, b) → N, O
  10. Angle(P, M, O) → α
  11. Sequence(Rotate[Rotate[J, (-a), g], (Density * a), f], a, 0, α, α / 9) → L_1
  12. Rotate(L_1, (2 * π / 3), f) → L_2
  13. Sequence(CircleArc[M, Element[L_1, i], Element[L_2, i]], i, 1, Length[L_1]) → L_3
  14. Rotate(L_3, (2 * π / 3), f) → L_4
  15. Rotate(L_3, (-2 * π / 3), f) → L_5
  16. Sequence(Rotate[{L_3, L_4, L_5}, ((a * 2) * π / 5), Line[M, J]], a, 1, 4) → L_6
  17. Sequence(Rotate[{L_3, L_4, L_5}, ((a * 2) * π / 5), Line[M, K]], a, 2, 4) → L_7
  18. Mirror(L_6, M) → L_8
  19. Sequence(Rotate[{L_3, L_4, L_5}, ((a * 2) * π / 5), Line[M, L]], a, 2, 3) → L_9
  20. Mirror(L_9, M) → L_{10}
  21. Rotate({L_3, L_4, L_5}, (4 * π / 5), Line[M, J]) → L_{11}
  22. Rotate(L_{11}, (4 * π / 5), Line[M, D]) → L_{12}
  23. Rotate(L_{11}, (2 * π / 5), Line[M, D]) → L_{13}
  24. Rotate(L_{11}, (6 * π / 5), Line[M, G]) → L_{14}
  25. Rotate(L_{12}, (-2 * π / 5), Line[M, A]) → L_{15}

AI 绘图提示语参考

绘制一个球体上的镶嵌图案,首先创建一个球心为M的球体b,然后在球体上选择一个点P,通过P点作球体的切线f,再作一个与xOy平面垂直的直线g,接着找到直线f和球体b的交点N和O,计算角POM的度数α,然后围绕M点旋转J点生成一系列弧线L1,再将这些弧线旋转和镜像生成L2到L10,最后通过旋转和镜像生成L11到L15,形成球体上的镶嵌图案。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。