數學論文

關于一個簡單的幾何圖形——圓的內接三角形。

問題:有一角度相同的內接圓共用同一頂點旋轉會組成什么樣的圖形?

首先我的猜想是一個旋轉的美麗圖形。

我跟老師討論了好一會兒,從不確定的各種三角形。討論到,把三角形固定成一個直角鈍角或銳角三角形,并且有一個不變的角,這個角的頂點也是不變的。然后再做旋轉,或者稱作是動態變化。發現這個圖案很美,比想象中的更好。

本來的問題是”這個圖形的周長會不會改變”。做了這個實驗,發現原來同一頂點角也相同的三角形周長是會變的。

首先我是不相信這個圖形周長會改變的,我在之前畫了很多很多的圓的內接三角形,發現它們的周長都是相似的,因為我畫的邊長都很相似,我覺得是誤差。

圓的內接三角形

? ? ? ? 而趙老師告訴我,你在改變它們的同一條邊的邊長看一看。我驚奇地看到它們的長度不但不和原來那么相似了,而且有很大的差距,我相信這不是誤差了,圓的直徑都同時控制在十厘米,原來的差距都在0.1到0.3厘米。但這次,誤差不但擴大了,擴大到不敢置信的1-3厘米。

頂角相同的圓的內接三角形

? ? ? ? 就光這一個實驗,就把我之前的猜想推翻了。而我也得出了一個規律。關于,圓的內接三角形的周長,起先我畫的三角形并沒有規律可循。而趙老師讓我把三角形都固定在一個頂點,我逐漸發現了規律,三角形的邊越靠近直徑的這個三角形的周長越長,而且遠離三角形直徑的。它的周長也自然就更短。我把這個猜想告訴了趙老師,趙老師讓我驗證這個猜想。我很苦惱呀,這個猜想怎么證?我看了許久,發現三角形三個點。有一個三角形非常特殊,一個直徑平分了它的頂角,也就是直徑是它的頂角平分線,它的周長是最大的,這是這個三角形的極限。

兩個相對較大三角形對比

? ? ? ? 最小的三角形,是兩個點無限逼近一個點的一個三角形。那樣的話,不但它的周長是最小的,它的面積是最小的。不但得了一個規律,請往下面看,還另得了一個美麗的東西。

? ? ? ? 我由這個實驗得出一個美麗的圖形。從而讓我不再聚焦那個問題。我首先是得是銳角40度的,發現組成了一個美麗的圖形,如下圖。而老師讓我繼續試探直角和鈍角。于是我就畫出了剩下的兩個圓的內接三角形。大家也可以試一試,可以用不同的角度。畫出來的圖形可能會更美麗。


40度角的圓的內接三角形


100度角的圓的內接三角形


90度角的圓的內接三角形

突然發現,數學原來這么有趣。從一個幾何算術的問題,變到一個圖形轉變的圖案。

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