利用几何画板画椭圆的方法集锦,本文主要内容关键词为:画板论文,椭圆论文,几何论文,集锦论文,方法论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
椭圆是解析几何中的一个重要概念,利用几何画板不仅可以简捷准确地画出椭圆,而且可以加深时椭圆概念的理解,丰富对椭圆的认识。下面我们介绍椭圆的几种画法和原理。
一、利用椭圆定义画椭圆
画法1:如图1
图1
(1)作线段AB及AB的中点O;
(2)在线段OB上任取一点F,作点F关于点O的对称点F';
(3)在线段AB上任取一点M,以F为圆心MB为半径作圆,以F'为圆心,MA为半径作圆,两圆的交点为;
(4)分别选中点M和点,用“作图”菜单中的“轨迹”功能画出椭圆。
原理:|PF'|+|PF|=|AM|+|MB|=|AB|=2a。
画法2:如图2
图2
(1)作线段AB=2a;
(2)在线段AB上取一定点C,以A为圆心AB为半径作圆A;
(3)在圆A上任取一点M,连接MA、MC,作线段材C的垂直平分线交线段MA于点P;
(4)分别选中点M和点P,用“作图”菜单中的“轨迹”功能画出椭圆。
原理:|PA|+|PC|=|PA||+|PM|=|AB|=2a。
二、利用椭圆第二定义画椭圆
画法3:如图3
(1)取两条线段,长度分别为a、c,a>c,计算;
(2)画定点F和定直线l,过点F作l的垂线,交直线l于点C;
(3)在直线CF上任取一点M,过M作l的平行线l';
(4)度量CM的长,计算|CM+×e;
(5)以点F为圆心,|CM|×e为半径作圆,此圆与直线,l'相交于两点;
(6)分别选中点M和点,用“作图”菜单中的“轨迹”功能画出椭圆。
图3
原理:。由椭圆的第二定义知点P的轨迹为椭圆。
三、参数法画椭圆
画法4(同心圆画法):如图4
图4
图5
图6
(3)以D为中心,按定比缩放点C得点P;
(4)分别选中点C和点P,用“作图”菜单中的“轨迹”功能画出椭圆。
原理:椭圆可以看作由圆压缩得到的。
五、极坐标方程法
画法7:如图7
(1)建立极坐标系,选择“编辑”→“参数选择”,将角度单位改为“弧度”;
(2)作线段AB及其上一点C,度量比AC∶AB=e;
(3)作圆M,在圆M上取点D、E,记∠DME=θ;
(4)作线段p,计算;
(5)描点p(ρ,θ);
(6)当θ变化时,点M画出椭圆。
类似地可以用椭圆的参数方程画椭圆,读者可自己操作。
图7
六、交轨法画椭圆
交轨法画椭圆就是利用两条动直线交点轨迹画
画法8:
(1)(如图8)作矩形ABCD,|AB|=2a,|BC|=2b(a>b);
图8
(2)取四边的中点E、F、G、H,连接EG、FH交于点O;
(3)在线段OF上任取一点M,度量比值,以C为中心,比值为λ缩放点F得点N;
(4)连接EM和GN交于点P,分别作点P关于x轴、y轴和原点的对称点;
(5)当点M在OF上运动时,分别作出点P、的轨迹就是椭圆。
画法9:
(1)建立直角坐标系xOy(如图9),在x轴上取一点A,使OA=a;
(2)以O为圆心,OA为半径作圆与y轴交于两点B、C;
(3)在圆周上任取一点M,过点M作x轴的垂线交x轴于点N,作直线BM和CN,交点为P;
(4)分别选中点M和点P,用“作图”菜单中的“轨迹”功能画出椭圆。
图9
七、切线法画椭圆
画法10:如图10
(1)作线段AB=b,在线段AB上取一点C,以A为圆心,AB为半径作圆A;
(2)在圆A上任取一点M,作直线CM,并过点M作圆A的切线;
(3)过点A作CM的平行线交圆A的切线于点Q;
(4)当点M在圆A上运动时,点Q的轨迹为椭圆。
图10
原理:建立坐标系如图10,设C(O,c),求得点Q的轨迹方程为。
画法11:如图11
图11
(1)画线段AB=2a,以AB为直径作圆O;
(2)过A、B分别作圆O的切线j、k;
(3)在圆O上任取一点M,过M作圆的切线与线j、k分别交于点D、E;
(4)连接AE和BD,交点为P;
(5)分别选中点M和点P,用“作图”菜单中的“轨迹”功能画出椭圆。
画法12:如图12
(1)在x轴正半轴上取两个点A、B,以A为圆心,作一个圆A;
(2)在圆A上取动点M,直线MA交y轴于点N,以N为圆心过原点O作圆N;
(3)分别过A、B作圆N的异于x轴的切线,两切线交于点P;
(4)当点M在圆A上运动时,点P的轨迹就是椭圆。
原理:|PA|+|PB|=|OA|+|OB|=常数。
图12
八、利用定长线段在坐标轴上滑动画椭圆
画法13:如图13
(1)在圆O上任取一点M,过M分别作x轴、y轴的垂线,垂足是A、B;
(2)作直线AB,在直线AB上取一点P(异于A、B和线段AB中点);
(3)当点M在圆上运动时,点P的轨迹就是椭圆。
原理:定长线段AB的两个端点A、B分别在x轴、y轴上滑动,点P线段AB或其延长线上的一点(线段AB中点除外),则点P的轨迹是一个椭圆。
图13