第一種畫橢圓的方法如圖1所示,先畫出兩條平行線,標(biāo)上刻度,再利用對應(yīng)x→1/x的直線,例如1→1、2→0.5、3→0.33、4→0.25、5→0.2、10→0.1,就可以形成橢圓包絡(luò)線。這兩條平行線距離越遠,橢圓就越長。如果能找到適當(dāng)?shù)木距,以及相對應(yīng)的刻度,也可以形成一個圓形。請研究一下。
第二種方法是把橢圓放入一個長方形。畫出一個長方形ABCD,長是寬的2倍,例如16cm與8cm。再畫兩條直線ST和VW,把大長方形平均分割成4個小長方形。把直線ST、AD、BC都8等分,并如圖2所示加以標(biāo)示。
由W經(jīng)過OS上標(biāo)示為1的點畫一條直線,由V與AS上標(biāo)示為1'的點連一條直線。這兩條直線的交點就是橢圓上的一點。
接著,由W經(jīng)過OS上標(biāo)示為2的點,以及由V與AS上標(biāo)示為2'的點,分別畫出直線。同樣地,這兩條直線的交點也會在橢圓上。繼續(xù)以這種方式完成各象限的直線,然后用平滑的曲線連接各個交點。
由于長方形的長寬比例以及等分的點數(shù)使得直線的數(shù)目很少,因此以少數(shù)交點就難以精確繪出橢圓形。但如果等分點太多,也容易出錯。
第三種方法需要用到三角板。先畫出一個大圓(如半徑5cm),并在接近圓周的位置畫上一點A,如圖3所示。然后把三角板放在紙上,使三角板的直角剛好在圓周上,其中一邊要與A點接觸,順著另一邊畫出一條弦PQ。移動三角板到許多不同位置,保持直角的一邊接觸A點而且直角在圓周上,你很快就可以發(fā)現(xiàn)一條橢圓包絡(luò)線正逐漸成形。
完成一個橢圓形之后,試著把A點放在不同位置,看看結(jié)果如何。A是橢圓的焦點。另一個焦點在哪里?
第四種方法是用圓來形成橢圓包絡(luò)線,如圖4所示。畫出一個圓,如直徑5cm。畫一條直徑AOB,再每隔1cm畫出垂直于AOB的弦。然后取其中一條弦PQ,以其中心R為圓心畫圓,并通過 P點和 Q點(即PQ為這個圓的直徑)。以同樣的方式用其他垂直的弦為直徑畫圓,最后就會出現(xiàn)一個能令你滿意的橢圓形。
以靠近A和B的弦為直徑所畫出的圓,會完全在橢圓形之內(nèi),因此它們不屬于包絡(luò)線的一部分。
分析與解答
如果你是愛鉆研的人,請試著證明用這些方法畫出的圖形是橢圓形或是橢圓包絡(luò)線。這是有趣的課外功課。