网络画板画板又有新能力了,下面,我就用这一点,来处理等内切圆问题:在△ABC所在平面上找到点D,使得△ABD、△BCD、△CAD的内切圆半径相等。事先说明,我用的方法不属于“尺规作图”,而是交轨法。
1、先绘制△ABC,要求A、B、C是平面上的自由点,这样,可以保持作图的一般性,便于手动操作和观察;D、E、F分别是线段BC、CA、AB上的半自由点。
2、绘制射线XY以及射线上的半自由点Z,测量X、Z之间的距离。
3、以F为圆心、XZ为半径作圆F;过F作AB的垂线,与圆F交于F',且F'和点C位于AB同侧;作圆F'—F。这里,之所以限定F'和点C位于AB同侧,是为了防止画板卡掉,尽量减少几何图形。同样地,对D、E两点,执行类似的操作。
4、分别过A、B,作圆F'的异于直线AB的切线,这两条切线交于C';先后选择F、C',构造轨迹(图中红色的曲线,样本数改为50);所以,这条轨迹上的任一点与AB围成的三角形的内切圆半径都是XZ。
5、拖动Z,这条红色曲线发生改变,这是因为对应的内切圆半径发生变化。
6、类似于步骤4:分别过B、C,作圆D'的异于直线BC的切线,这两条切线交于A';先后选择D、A',构造轨迹(图中紫色的曲线,样本数改为50);分别过A、C,作圆E'的异于直线AC的切线,这两条切线交于B';先后选择E、B',构造轨迹(图中绿色的曲线,样本数改为50)。拖动点Z,看看什么效果!
7、设三条轨迹曲线分别交于P、Q、R,此时必有:
△PBA和△PBC的内切圆半径相等;
△QCA和△QCB的内切圆半径相等;
△RAB和△RAC的内切圆半径相等。
当P、Q、R重合的时候,就达到了我们一开始的目标。
8、先后选择Z、P,构造轨迹(可能有点卡,把样本数改为50就会好一点,图中的绿色粗线);先后选择Z、Q,构造轨迹(可能有点卡,把样本数改为50就会好一点,图中的红色粗线);P和Q的轨迹线的交点,就是要作的D点。这里,可以肯定的是,R的轨迹也过D,所以,为了防止画板变得更卡,就不画R的轨迹线了。
9、验证一下:先隐藏多余的几何图形;构造△ABD、△BCD、△CAD的内切圆,分别测量它们的半径,然后拖动A、B、C三点,观察数值变化,应该恒等。理论上是相等的,但是测量可能有误差,大概和样本数过低有关!
10、至此,这个问题解决了一半了。事实上,满足要求的D应该有四个,其中一个位于△ABC内部,就是我们刚才构造的,还有三个位于△ABC外部,在每个角的区域范围内各有一个。由于网络画板构造一个D就已经很卡了,所以,我现在没法作出D的所有的四个解,只能算是完成了一半!
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