维瓦尼定理:等边三角形内一点到三边垂线段之和等于高

维瓦尼定理:等边三角形内一点到三边垂线段之和等于高
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2012-10-25 09:14
①该范例演示等边三角形内部或边界上任意一点到三边的垂线段长度之和恒等于该三角形的高,即维瓦尼定理(Viviani's Theorem)的动态几何图示。②涉及的核心数学概念包括等边三角形、点到直线的垂线距离、三角形高、面积分割法以及几何不变量。③作图要点:利用 GeoGebra 命令 Ray、Point、Polygon 构造等边三角形;用 PointIn 在三角形内部选取任意点 P;通过 OrthogonalLine、Intersect、Segment 作垂足与垂线段;借助 If、Rotate、Translate、Angle 实现动态演示与位置关系判断;涉及对象 A、B、C、P、p_1、p_2、p_3、F、G、H 以及多边形 poly1、poly2、poly3 等。④适合高中几何课堂教学、课外探究活动以及教师演示等几何作图与定理验证场景。

GeoGebra 命令及参数

  1. Ray(A, B) → baseRay
  2. Point(baseRay) → C
  3. Polygon(A, C, 3) → poly1, l_3, l_1, l_2, D
  4. PointIn(poly1) → P
  5. OrthogonalLine(P, l_2) → p_1
  6. OrthogonalLine(P, l_1) → p_2
  7. OrthogonalLine(P, l_3) → p_3
  8. Intersect(p_1, l_2) → F
  9. Intersect(p_3, baseRay) → G
  10. Intersect(p_2, l_1) → H
  11. Segment(F, P) → h_4
  12. Segment(H, P) → h_5
  13. Segment(G, P) → h_3
  14. Line(P, l_3) → horizon
  15. Intersect(horizon, l_2) → I
  16. Intersect(horizon, l_1) → J
  17. Polygon(I, P, 3) → poly2, e_3, e_2, e_1, K
  18. Polygon(P, J, 3) → poly3, f_3, f_1, f_2, L
  19. OrthogonalLine(K, e_3) → p_4
  20. OrthogonalLine(L, f_3) → p_5
  21. Intersect(p_4, h_4) → M
  22. Intersect(p_5, h_5) → N
  23. If(k ≤ 1, k, 1) → k_1
  24. If(k ≥ 1, If[k ≥ 2, 1, k - 1], 0) → k_2
  25. Rotate(poly2, ((k_1 * 120))°, M) → poly2'
  26. Rotate(poly3, (((-k_2) * 120))°, N) → poly3'
  27. Rotate(F, ((k_1 * 120))°, M) → F'
  28. Rotate(P, ((k_1 * 120))°, M) → P_r1
  29. Segment(F', P_r1) → h_2
  30. Rotate(H, (((-k_2) * 120))°, N) → H'
  31. Rotate(P, (((-k_2) * 120))°, N) → P_r2
  32. Segment(H', P_r2) → h_7
  33. If(k ≥ 2, k - 2, 0) → k_3
  34. Translate(poly3', Vector[(k_3 * Vector[L, D])]) → poly3''
  35. Translate(H', Vector[(k_3 * Vector[L, D])]) → H''
  36. Translate(P_r2, Vector[(k_3 * Vector[L, D])]) → P_t
  37. Segment(H'', P_t) → h_1
  38. Angle(P, G, A) → α
  39. Angle(P, F, D) → β
  40. Angle(P, H, C) → γ

AI 绘图提示语参考

画一个等边三角形,在其内部任取一点,向三条边分别作垂线得到三个垂足,连接该点与三个垂足形成三条垂线段;再以每条垂线段为边依次构造三个小等边三角形,并将它们分别绕对应垂足旋转 120°、再平移拼接,使三条垂线段首尾相连成一条与大三角形高重合的线段,直观展示维维亚尼定理:任意内点到三边的垂距之和等于三角形的高。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。