球面和正方体相交得到的曲线是什么?妙用轨迹绘制,进阶系列222

球面和正方体相交得到的曲线是什么?妙用轨迹绘制,进阶系列222

首页冒险解谜绘制轨迹更新时间:2024-05-09

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本文探讨一个老师提出的问题,即:

如何画出球与正方体的交线?(球的球心是正方体的一个顶点)

即提问的老师想要的答案如下:

动态效果如下:

方法1:通过计算得到交点,再利用曲线指令,(笔者提出)

效果如下:

这个方法可参考:(点击可打开)

geogebra进阶208:立体几何中的挖去部分(小正方题堆积或挖去),巧妙绘制(条件子列,交集)

正方体和球面相交,兼谈球坐标的含义

但是这个方法的计算量比较大!

方法2:利用轨迹(赵林老师提出)

指令非常简单!

如下:

具体指令为:

A = 交点(z轴, x轴);

B = 描点(x轴),此处为(1,0,0);

C=(1,1,0)

a = 正六面体(A, B, C)

新建数值滑动条b,范围为0-2;

先点击3D绘图区,再在指令栏输入指令:

l1 = {x = 0, x = 1, y = 0, y = 1, z = 0, z = 1}

c: 球面(A, b);

l2 = 映射(相交路径(p, c), p, l1);

I = 描点(l2);

J = 如果(I ∈ a, I);

loc1 = 轨迹(J, I)。

反思1:在输入l1 = {x = 0, x = 1, y = 0, y = 1, z = 0, z = 1}的时候,为什么要先点击3D绘图区——实际上是激活3D绘图区呢?

因为x = 0在平面中表示的是一条直线,但在空间表示的一个平面!

这个案例是想得到平面,所以,最好先激活3D绘图区!

但实际操作中,不先激活也是可以的,GGB很智能!

反思2:还有老师按照上述方法,得到的是线段:

原因是轨迹指令并不稳定,需要在3D绘图区点击一下坐标系,或者平面,

即可正确的显示轨迹!

反思3:这个轨迹法,和涂色中,静态的轨迹不能旋转,但是先旋转,再描点,然后在描点上利用轨迹涂色,都很神奇!

这个轨迹法对于这一类问题可能可以推广!

应该还有更多的案例!

反思4:如果想绘制出轨迹形成的曲面呢?

例如如下的案例:

还有著名的“阿波罗尼斯球”,如下:

笔者把这个案例已经写入新书:

拟在2024年4月出版,争取以最优惠的方式给到大家!有兴趣的可以关注……

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