基于向量与镜面对称的标志几何构造(Logo样式)

基于向量与镜面对称的标志几何构造(Logo样式)
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2020-08-06 23:58
该范例展示如何用几何构造方法生成具有标志性外轮廓与对称结构的图形。核心数学概念包括二维向量表示、角平分相关的作图思想、正交与垂线构造、镜像(对称)变换、交点定位以及圆/弧的参数化构造来形成曲线边界。作图要点是:利用 LineBisector 构造角平分线,借助 Vector、OrthogonalVector 以及 OrthogonalLine/Line 构建方向与垂直关系;再用 Mirror 完成关于给定直线或对象的对称复制;通过 Intersect 精确求取关键交点,并使用 Polygon、Segment 组织折线与边界,最后用 CircumcircleArc、CircleArc 生成圆弧过渡,从而得到连贯的外形。适合中学几何进阶课堂与竞赛几何的建模训练,也可用于几何变换(对称/旋转的思想)与几何作图软件教学。

GeoGebra 命令及参数

  1. LineBisector(A, B) → m
  2. Vector(A, B) → u
  3. OrthogonalVector(u) → v
  4. LineBisector(A_1, A) → l
  5. Line(A, B) → s
  6. OrthogonalLine(D, s) → i
  7. Mirror(i, m) → i'
  8. OrthogonalLine(A, s) → b
  9. OrthogonalLine(A_1, b) → r
  10. OrthogonalLine(F, b) → f
  11. Mirror(f, l) → f'
  12. Intersect(i', f') → P
  13. Intersect(i, f') → E
  14. Mirror(I, m) → I'
  15. OrthogonalLine(M, r) → n
  16. Line(L, n) → p
  17. Line(I', p) → q
  18. Line(U, q) → a
  19. OrthogonalLine(N, b) → j
  20. Intersect(a, j) → C_1
  21. LineBisector(C_1, Q) → g_2
  22. Intersect(g_2, a) → S_1
  23. Intersect(q, g_2) → T_1
  24. Vector(S_1, T_1) → u_1
  25. Intersect(m, l) → K
  26. Intersect(i, l) → J
  27. Intersect(m, f') → S
  28. Mirror(f, l) → f'_1
  29. OrthogonalLine(G, f'_1) → h
  30. OrthogonalLine(B, u, xOyPlane) → g
  31. Intersect(g, r) → C
  32. Mirror(F, l) → F'
  33. Polygon(A_1, C, B, A) → c4, a_1, c_3, b_2, a_2
  34. OrthogonalLine(H, f'_1) → k
  35. Intersect(i', f) → J_1
  36. Intersect(f, m) → D_1
  37. Intersect(h, j) → O
  38. Mirror(R, l) → R'
  39. Mirror(T, l) → T'
  40. Intersect(n, j) → V
  41. Intersect(p, j) → W
  42. Intersect(q, j) → Z
  43. Line(I, k) → t
  44. Intersect(t, j) → B_1
  45. Line(T, l) → c
  46. Line(R', c) → e
  47. Line(T', c) → f_1
  48. Line(R, c) → h_1
  49. Intersect(h, l) → E_1
  50. Intersect(k, l) → H_1
  51. Intersect(k, j) → I_1
  52. Polygon(E, I, B_1, I_1, H_1, E_1, O, N) → poly1, e_3, i_1, b_1, d, g_1, j_1, o, n_1
  53. Segment(B_1, D_1) → k_1
  54. Intersect(f, t) → K_1
  55. CircumcircleArc(I, K, K_1) → c_1
  56. Mirror(B_1, l) → L_1
  57. CircumcircleArc(B_1, M_1, L_1) → d_1
  58. Mirror(E, l) → E'
  59. Mirror(I, l) → I'_1
  60. Mirror(B_1, l) → N_1
  61. Mirror(I_1, l) → O_1
  62. Mirror(H_1, l) → P_1
  63. Mirror(E_1, l) → Q_1
  64. Mirror(O, l) → O'
  65. Mirror(N, l) → N'
  66. Polygon(E', I'_1, N_1, O_1, P_1, Q_1, O', N') → poly1', e', i'_1, l_1, o_1, p_1, q_1, o', n'
  67. Line(D_1, Z) → m_1
  68. Line(W, m_1) → r_1
  69. Intersect(r_1, k_1) → R_1
  70. Polygon(D_1, R_1, W, V, M, P, Q, C_1, Z) → poly2, s_1, t_1, w, v_1, m_2, p_2, q_2, f_2, z_1
  71. CircleArc(U_1, Q, C_1) → c_2
  72. Intersect(m_1, e) → W_1
  73. Intersect(m_1, h_1) → Z_1
  74. OrthogonalLine(U_1, j) → h_2
  75. Intersect(h_2, c) → F_1
  76. Intersect(f_1, h_2) → G_1
  77. OrthogonalLine(V_1, f) → i_2
  78. Intersect(i_2, h_1) → A_2
  79. Intersect(i_2, e) → B_2
  80. Polygon(W_1, B_2, G_1, F_1, A_2, Z_1) → poly3, w_1, j_2, k_2, l_2, n_2, r_2
  81. LineBisector(A_2, F_1) → s_2
  82. Intersect(s_2, q) → C_2
  83. CircleArc(C_2, A_2, F_1) → d_2
  84. Segment(B_1, N_1) → f_3
  85. Segment(C_1, Q) → g_3
  86. Segment(F_1, A_2) → h_3
  87. Segment(B_2, G_1) → i_3
  88. Mirror(d_2, l) → t_2
  89. Intersect(i_2, l) → D_2
  90. Intersect(a, j) → E_2

AI 绘图提示语参考

在平面内以两端点确定若干互相垂直与镜像对称的线段边界,先用角平分相关的构造得到两条关键方向线,再由向量方向生成垂直线并通过多次交点确定拐点;随后把其中一组垂直线分别关于对应的对称轴做镜像,得到成对的对应位置与线条。用这些交点连接成闭合多边形轮廓,并再用圆弧去替换部分折线边,使外轮廓连续顺滑。最终形成一个具有“标志感”的几何构形,左右(或上下)呈镜像对称。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。