第二節 與一條線段保持固定距離的點的軌跡

一般來說,描述與描繪軌跡需要注意以下兩點:

  1. 在描述一個點的移動軌跡時,應盡可能詳細地說出軌跡的形狀、大小和位置。

  2. 在描繪點的軌跡時,應明確地畫出描述該軌跡時所提及的主要特徵及與固定點的關係,但是圖的比例並不重要。

與一條線段保持固定距離的點的軌跡

數學實驗:利用模擬程式,找出始終與長 \(\displaystyle{ 7 }\) \(\displaystyle{ \text{cm} }\) 的線段 \(\displaystyle{ AB }\) 上最近的一點保持固定距離 \(\displaystyle{ 2 }\) \(\displaystyle{ \text{cm} }\) 的 \(\displaystyle{ P }\) 點的軌跡。

實驗方法:在模擬程式中,拖動 \(\displaystyle{ P }\) 點,當 \(\displaystyle{ P }\) 點的位置滿足實驗題目的條件時,模擬程式會自動用紅色點記錄下來。 觀察滿足條件的 \(\displaystyle{ P }\) 點的軌跡,完成下列問題。

參考“與一條直線保持固定距離的點的軌跡”和“與一點保持固定距離的點的軌跡”

實驗提問:

  (1) \(\displaystyle{ P }\) 點的軌跡包括:

  一條直線            兩條直線            三條直線

  一條曲線            兩條曲線            三條曲線

  (2) \(\displaystyle{ P }\) 點的軌跡中,若有直線部份,它與線段 \(\displaystyle{ AB }\) 所在的直線的關係是:

  平行       垂直       相交      不適用

與一條線段保持固定距離的點的軌跡

如圖所示,\(\displaystyle{ P }\) 點的軌跡是一個圈,包括四部份,即 \(\displaystyle{ P_1 }\) 點所在的線段和 \(\displaystyle{ P_2 }\) 點所在的線段,以及 \(\displaystyle{ P_3 }\) 點所在的左半圓和 \(\displaystyle{ P_4 }\) 點所在的右半圓。

限制條件:在一個平面上,動點 \(\displaystyle{ P }\) 與一條長為 \(\displaystyle{ s }\) 的線段 \(\displaystyle{ AB }\) 上最近的一點保持固定距離 \(\displaystyle{ d }\)。

描述: \(\displaystyle{ P }\) 點的軌跡是由兩個半圓及連接兩個半圓的兩條平行線段組合而成。 兩個半圓的圓心分別是已知線段的兩個端點 \(\displaystyle{ A }\) 和 \(\displaystyle{ B }\),半徑為 \(\displaystyle{ d }\); 兩條平行線平行於線段 \(\displaystyle{ AB }\),長度均為 \(\displaystyle{ s }\),與線段 \(\displaystyle{ AB }\) 均相距 \(\displaystyle{ d }\)。

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