瓜豆原理及證明
瓜豆原理,又名朋成原理,指若兩動點(diǎn)到某定點(diǎn)的距離比是定值,夾角是定角,則兩動點(diǎn)的運(yùn)動路徑相同。
瓜豆原理是主從聯(lián)動軌跡問題。主動點(diǎn)叫做瓜,從動點(diǎn)叫做豆,例如:瓜在直線上運(yùn)動,豆的運(yùn)動軌跡也是直線。瓜在圓周上運(yùn)動,豆的運(yùn)動軌跡也是圓。
先來第一部分,直線與點(diǎn)(角)

如圖所示:A為定點(diǎn),B為主動點(diǎn),其他字母均為從動點(diǎn),AF是旋轉(zhuǎn)α角后的圖形,AH是旋轉(zhuǎn)60°后的圖形,AJ是旋轉(zhuǎn)90°后的圖形
M為AB中點(diǎn),K為AB上一分點(diǎn)
由瓜豆原理可得,EFGHIJKM的運(yùn)動軌跡均為直線,且MK軌跡為平行于B軌跡的直線,其余點(diǎn)的軌跡與B的軌跡夾角為旋轉(zhuǎn)角
第二部分,圓與點(diǎn)(角)

如上圖所示:A為定點(diǎn),B為主動點(diǎn),其他字母均為從動點(diǎn),AC是旋轉(zhuǎn)α角后的圖形,AE是旋轉(zhuǎn)60°后的圖形,AG是旋轉(zhuǎn)90°后的圖形
M為AB中點(diǎn),K為AB上一分點(diǎn)
由瓜豆原理可得,CDEFGHKM的運(yùn)動軌跡均為圓,且CEG軌跡與B軌跡等大,其余點(diǎn)的軌跡與B的軌跡比值為線段長度比值,另:圓心仍然符合其余點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)縮放規(guī)律
第三部分,其他圖形與點(diǎn)(角)


如上兩張圖所示:A為定點(diǎn),B為主動點(diǎn),其他字母均為從動點(diǎn),AC是旋轉(zhuǎn)α角后的圖形,AE是旋轉(zhuǎn)60°后的圖形,AG是旋轉(zhuǎn)90°后的圖形
M為AB中點(diǎn),K為AB上一分點(diǎn)
由瓜豆原理可得,CDEFGHKM的運(yùn)動軌跡均與B軌跡“相似”,且CEG軌跡與B軌跡等大,其余點(diǎn)的軌跡與B的軌跡大小長度比值為線段長度比值
下面是證明部分:
網(wǎng)上的主流證法是相似和復(fù)數(shù),今天獨(dú)辟蹊徑,考慮用參數(shù)方程解決問題
證明瓜豆原理,可以分為兩步:
1、證明線段上一分點(diǎn)滿足
2、證明旋轉(zhuǎn)任意角度滿足
給出題目:

首先,這個圖形一定可以通過變換滿足B在X軸上,所以就不多說了

在這里可以構(gòu)造一個一線三等角模型,易知全等,就不再贅述
下面是對各線段長度的表示和參數(shù)方程的綜合應(yīng)用

最后所得出的式子通過移軸轉(zhuǎn)軸公式易得(即平移和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸)

容易發(fā)現(xiàn),這一點(diǎn)與全等時所得到的結(jié)論是完全一樣的,并且C軌跡與A軌跡全等
瓜豆原理中旋轉(zhuǎn)部分已經(jīng)證明了,那么再來證縮放部分(或是定比例內(nèi)點(diǎn)),給出題目:

縮放的圖忘畫了,在這里說明一下,一切變換可由題目讀出
運(yùn)用與上次一樣的方法,如下

并且縮放比例一定,對應(yīng)點(diǎn)成縮放對應(yīng)(其實(shí)就是位似)
自此,所有瓜豆原理的證明都已結(jié)束,希望各位同學(xué)們能反復(fù)思考琢磨