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.
(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.)
(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.)
(3)证明
设,,,定比为,
则,,
即,
又,
即
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.