網絡畫板畫板又有新能力了,下面,我就用這一點,來處理等內切圓問題:在△ABC所在平面上找到點D,使得△ABD、△BCD、△CAD的內切圓半徑相等。事先說明,我用的方法不屬于“尺規作圖”,而是交軌法。
1、先繪制△ABC,要求A、B、C是平面上的自由點,這樣,可以保持作圖的一般性,便于手動操作和觀察;D、E、F分別是線段BC、CA、AB上的半自由點。
2、繪制射線XY以及射線上的半自由點Z,測量X、Z之間的距離。
3、以F為圓心、XZ為半徑作圓F;過F作AB的垂線,與圓F交于F',且F'和點C位于AB同側;作圓F'—F。這里,之所以限定F'和點C位于AB同側,是為了防止畫板卡掉,盡量減少幾何圖形。同樣地,對D、E兩點,執行類似的操作。
4、分別過A、B,作圓F'的異于直線AB的切線,這兩條切線交于C';先后選擇F、C',構造軌跡(圖中紅色的曲線,樣本數改為50);所以,這條軌跡上的任一點與AB圍成的三角形的內切圓半徑都是XZ。
5、拖動Z,這條紅色曲線發生改變,這是因為對應的內切圓半徑發生變化。
6、類似于步驟4:分別過B、C,作圓D'的異于直線BC的切線,這兩條切線交于A';先后選擇D、A',構造軌跡(圖中紫色的曲線,樣本數改為50);分別過A、C,作圓E'的異于直線AC的切線,這兩條切線交于B';先后選擇E、B',構造軌跡(圖中綠色的曲線,樣本數改為50)。拖動點Z,看看什么效果!
7、設三條軌跡曲線分別交于P、Q、R,此時必有:
△PBA和△PBC的內切圓半徑相等;
△QCA和△QCB的內切圓半徑相等;
△RAB和△RAC的內切圓半徑相等。
當P、Q、R重合的時候,就達到了我們一開始的目標。
8、先后選擇Z、P,構造軌跡(可能有點卡,把樣本數改為50就會好一點,圖中的綠色粗線);先后選擇Z、Q,構造軌跡(可能有點卡,把樣本數改為50就會好一點,圖中的紅色粗線);P和Q的軌跡線的交點,就是要作的D點。這里,可以肯定的是,R的軌跡也過D,所以,為了防止畫板變得更卡,就不畫R的軌跡線了。
9、驗證一下:先隱藏多余的幾何圖形;構造△ABD、△BCD、△CAD的內切圓,分別測量它們的半徑,然后拖動A、B、C三點,觀察數值變化,應該恒等。理論上是相等的,但是測量可能有誤差,大概和樣本數過低有關!
10、至此,這個問題解決了一半了。事實上,滿足要求的D應該有四個,其中一個位于△ABC內部,就是我們剛才構造的,還有三個位于△ABC外部,在每個角的區域范圍內各有一個。由于網絡畫板構造一個D就已經很卡了,所以,我現在沒法作出D的所有的四個解,只能算是完成了一半!
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