几何画板是一种常用的数学软件,具有强大的绘图功能,也为我们探究椭圆的不同绘制方法提供了平台。在探究过程中,我们遇到了一些麻烦和困难,但也获得了很多意想不到的惊喜和收获!


我们将椭圆的绘制方法分为七类:定义法、代数法、交轨法、变化法、包络法、物理法、立体几何法。今天大小吴就接着介绍变换法!

方法17:伸缩圆法①

(1)原理

沿某一方向,圆经过压缩或伸长得到椭圆.

(2)作法

  • 作圆,过圆心作直线交圆于点、,取直径.
  • 在直径上任取一点,过点作垂线交圆于点、.
  • 标记点为中心,以缩放比放缩点、,得到点、.
  • 分别选主动点和从动点、,构造轨迹得到椭圆.

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(3)评价

伸缩圆法是一种常用的绘制椭圆的方法,如此绘制的椭圆是较为精准的.

方法18:伸缩圆法②

(1)原理

沿某一方向,圆经过压缩或伸长得到椭圆.

(2)作法

  • 作圆,与轴正半轴交于点.
  • 取圆上一动点,连,交轴于点.
  • 在轴上任取一点,连,交过且平行于轴的直线于点 .
  • 选主动点和从动点,构造轨迹,得到椭圆 .

(拖动点,可改变椭圆的形状和大小.)


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(3)证明

设,,则

,即为定值 ,也即点的纵坐标与点的纵坐标之间有比例关系,

又,消参数、得,

动点的轨迹为椭圆,其在轴上的半轴长为,在轴上的半轴长为.

(4)评价

相比方法17直接给出比的数值,方法18利用了三角形的相似而间接给出放缩比,而且通过控制点可以便捷地更改放缩比.

方法19:椭圆的相似

(1)原理

已知椭圆上任一点,在平面内任取一点,设分有向线段的定比为定值,则点的轨迹为椭圆,且与原椭圆相似.

(2)作法

  • 在上任取一点.
  • 在平面内任取一点,在线段上任作一点.
  • 选主动点和从动点,构造轨迹得到椭圆. . (拖动点,可改变椭圆的大小.)

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(3)证明

设,,,定比为,

则,,

即,

又,

动点的轨迹为椭圆.

(4)评价

这种绘制的椭圆的方法需要提前获取一个椭圆,因此不能算作绘制椭圆的基本方法,但是这种方法却在直观上为我们提供了绘制立体圆锥的方法.