思路
仿射變換一個基本的性質——保持面積之比不變。利用這個性質,我們可以先在直角三角形中探討這個問題,最後利用仿射變換將其推廣到一般三角形中。
直角三角形的情況
如圖建系, ,
則
則兩三角形面積之比為
即
其中 ,而 與題目中的 關係為:
它們是很容易轉換的。現在讓 變動起來,顯然 與 滿足反比例關係。
與 的運動合成點 的運動,由反比例函式的知識,點 在一個雙曲線 的一支上運動。不過這離我們所求的仍有一段距離:我們想知道的是由 運動所包絡而成的曲線 。注意到 , 是雙曲線上過點 的切線。所以 是 平移的結果:
平移常數 、 可以透過初始位置而待定;至於,這個透過簡單的斜率計算可得:
一般三角形的情況
按照我們的計劃,我們最後只要觀察 在仿射變換 下的像 是一個什麼樣的曲線就可以了。
定義仿射變換 :
帶入到 中,
整理得
不考慮平移所帶來的項,則函式實為如下形式
此為對勾函式曲線,即雙曲線。
結論
所以最後在三角形內形成的曲線應該是由三條雙曲線拼合而成。效果圖我之後補充。
思路
仿射變換一個基本的性質——保持面積之比不變。利用這個性質,我們可以先在直角三角形中探討這個問題,最後利用仿射變換將其推廣到一般三角形中。
直角三角形的情況
如圖建系, ,
則
則兩三角形面積之比為
即
其中 ,而 與題目中的 關係為:
它們是很容易轉換的。現在讓 變動起來,顯然 與 滿足反比例關係。
與 的運動合成點 的運動,由反比例函式的知識,點 在一個雙曲線 的一支上運動。不過這離我們所求的仍有一段距離:我們想知道的是由 運動所包絡而成的曲線 。注意到 , 是雙曲線上過點 的切線。所以 是 平移的結果:
平移常數 、 可以透過初始位置而待定;至於,這個透過簡單的斜率計算可得:
一般三角形的情況
按照我們的計劃,我們最後只要觀察 在仿射變換 下的像 是一個什麼樣的曲線就可以了。
定義仿射變換 :
即
帶入到 中,
整理得
不考慮平移所帶來的項,則函式實為如下形式
此為對勾函式曲線,即雙曲線。
結論
所以最後在三角形內形成的曲線應該是由三條雙曲線拼合而成。效果圖我之後補充。