等距变换案例三:平移、旋转与镜像的组合

等距变换案例三:平移、旋转与镜像的组合
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2020-10-23 00:40
① 本范例演示了平面几何中三种基本等距变换(平移、旋转、镜像)及其组合(滑移反射)对多边形的作用,通过对比原像与像的位置关系直观展示变换性质。② 核心数学概念包括等距变换(保距变换)、平移向量、旋转中心与角度、反射轴、滑移反射(平移与镜像的复合),以及变换的合成与逆变换。③ 作图要点:使用GeoGebra的Point、Polygon、Vector、Line命令构造原多边形与变换轴/向量;通过Translate、Mirror、Rotate命令分别生成平移、镜像、旋转后的像;再通过组合操作生成滑移反射(glide),并利用A'、B'等标记显示对应点,便于观察对应关系。④ 适合中学几何课程中学习变换与对称性,或大学初等几何中理解等距变换群,也可用于动态演示变换的复合过程。

GeoGebra 命令及参数

  1. Point(Circle[A, 1.2851459061133876]) → B
  2. Polygon(A, B, C, D, E, F) → preimage, a, b, c, d, e, f
  3. Vector(G, H) → Vector
  4. Line(I, J) → lineOfReflection
  5. Translate(A, Vector) → A'
  6. Translate(B, Vector) → B'
  7. Translate(C, Vector) → C'
  8. Translate(D, Vector) → D'
  9. Translate(E, Vector) → E'
  10. Translate(F, Vector) → F'
  11. Polygon(A', B', C', D', E', F') → translated, a', b', c', d', e', f'
  12. Mirror(A, lineOfReflection) → A'_{1}
  13. Mirror(B, lineOfReflection) → B'_{1}
  14. Mirror(C, lineOfReflection) → C'_{1}
  15. Mirror(D, lineOfReflection) → D'_{1}
  16. Mirror(E, lineOfReflection) → E'_{1}
  17. Mirror(F, lineOfReflection) → F'_{1}
  18. Polygon(A'_{1}, B'_{1}, C'_{1}, D'_{1}, E'_{1}, F'_{1}) → reflected, a'_{1}, b'_{1}, c'_{1}, d'_{1}, e'_{1}, f'_{1}
  19. Rotate(A, α, Center) → A'_{2}
  20. Rotate(B, α, Center) → B'_{2}
  21. Rotate(C, α, Center) → C'_{2}
  22. Rotate(D, α, Center) → D'_{2}
  23. Rotate(E, α, Center) → E'_{2}
  24. Rotate(F, α, Center) → F'_{2}
  25. Polygon(A'_{2}, B'_{2}, C'_{2}, D'_{2}, E'_{2}, F'_{2}) → rotated, a'_{2}, b'_{2}, c'_{2}, d'_{2}, e'_{2}, f'_{2}
  26. Line(K, lineOfReflection) → h
  27. Point(h) → L
  28. Vector(K, L) → Vector2
  29. Mirror(A, lineOfReflection) → A'_{3}
  30. Mirror(B, lineOfReflection) → B'_{3}
  31. Mirror(C, lineOfReflection) → C'_{3}
  32. Mirror(D, lineOfReflection) → D'_{3}
  33. Mirror(E, lineOfReflection) → E'_{3}
  34. Mirror(F, lineOfReflection) → F'_{3}
  35. Polygon(A'_{3}, B'_{3}, C'_{3}, D'_{3}, E'_{3}, F'_{3}) → intermediary, a'_{3}, b'_{3}, c'_{3}, d'_{3}, e'_{3}, f'_{3}
  36. Translate(A'_{3}, Vector2) → M
  37. Translate(B'_{3}, Vector2) → N
  38. Translate(C'_{3}, Vector2) → O
  39. Translate(D'_{3}, Vector2) → P
  40. Translate(E'_{3}, Vector2) → Q
  41. Translate(F'_{3}, Vector2) → R
  42. Polygon(M, N, O, P, Q, R) → image_{1}, m, n, o, p, q, r
  43. Point(Circle[A_{3}, 1.2851459061133876]) → B_{1}
  44. Polygon(A_{3}, B_{1}, C_{1}, D_{1}, E_{1}, F_{1}) → directImage, a_{1}, b_{1}, c_{1}, d_{1}, e_{1}, f_{1}
  45. Point(Circle[U, 1.2935928228236204]) → B_2
  46. Polygon(U, B_2, W, Z, G_1, H_1) → poly1, u, v, w, z_1, g_1, h_1

AI 绘图提示语参考

画一个六边形,先将其沿向量方向平移,得到平移后的图形;再以一条直线为对称轴进行反射,得到反射后的图形;接着以一个点为中心、定角度旋转,得到旋转后的图形;最后将反射后的图形沿另一向量方向平移,得到最终的组合变换图形,并标注对应顶点以展示变换关系。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。