网络画板可以作出轨迹曲线的交点
来源:网络收集 点击: 时间:2024-05-23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。

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。

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。


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。


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。

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!


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。

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。

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!


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。具体信息,参考《等内切圆的部分问题集锦》。
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!

D能不能用尺规作图的方法进行构造?
这个例子,反映出网络画板的一个缺陷,就是构造轨迹的时候,很容易卡掉!还有待继续优化!
网络画板实现了轨迹的交点了,又有智能画笔。我估计,几何画板如果不能赶上进度,很快就会被压制下去。
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