让我们先欣赏几张精美的作品图示:
图1
图2
这些作品是不是令人赞叹?令人惊喜的是,这些都不是电脑制作的,而是通过手工绘制完成的。你是否也想尝试绘制这样的作品呢?其实并不复杂,只要掌握圆的等分技巧,一切皆有可能。一旦熟练掌握,你将能够创作出更加绚丽多彩的图案。
圆的等分,是指将圆形边缘均匀地分割成若干等份,并确定每个等分点的位置。
当我们按照顺序连接这些等分点时,会惊喜地发现,它们恰好构成了圆内接正多边形的顶点。由此可见,圆的等分实际上就是绘制圆内接正多边形的过程。
既然圆的等分是绘制圆内接正多边形的基础,那么其作图的核心思路可以概括为两个关键步骤:一是确定等分点,也就是正多边形的顶点;二是计算并绘制正多边形的边长。
(1)确定等分点
在确定等分点时,最常用的方法是尺规作图,可以分为一般方法和特殊方法两种。
所谓一般方法,是指可以任意等分圆形的方法,这种方法适用于任何等分数目的情况,例如七等分的作图,就采用了任意等分圆的方法,如图3所示。
图3 圆的七等分(任意等分法)
这种方法的优点在于适用性广泛,可以满足各种等分数目的需求,但缺点是作图过程相对繁琐,操作起来不太方便。
特殊方法则是根据不同的等分数目采用不同的作图策略。例如,对于圆的三等分和六等分,可以采用如图4、5所示的特殊方法。
图4 圆的三等分
图5 圆的六等分
特殊方法的优势在于作图过程简单快捷,但适用范围有限,只能针对特定的等分数目。
通常情况下,我们会优先考虑使用特殊方法进行圆的等分,只有在没有适用的特殊方法时,才会采用一般方法。
(2)计算边长
除了确定等分点,特殊方法还可以帮助我们计算正多边形的边长。例如,在圆的五等分过程中,我们可以通过特殊方法绘制出五角星,如图6所示。
图6 用圆的五等分画五角星
对于圆的七等分,同样可以使用特殊方法进行绘制,如图7所示。
图7 圆的七等分
在图7中,3N和2M分别代表圆的七等分的边长。大家可以尝试自己动手绘制一下。
计算边长最常用的方法是公式法,也称为计算法,其公式为:
Sd=D*圆的等分系数。
例如,要将一个直径为60mm的圆七等分,如何运用公式法呢?
解:D=60,查阅相关资料可知,圆的七等分系数为0.43388(圆的等分系数可以在我的头条号中找到)
Sd=60*0.43388约等于26mm。利用这个长度,我们可以在圆上依次等分出7个点。
为什么要学习圆的等分呢?圆的等分作为一种基本的几何作图技巧,为什么必须掌握?首先,它是绘制正多边形的基础。
换句话说,要绘制正多边形,必须先绘制一个辅助圆,然后进行等分。因此,圆的等分是一种辅助作图的方法。
此外,在一个圆周上均匀地钻孔时,孔的中心点就是圆的等分点,这就需要对圆进行等分。
因此,掌握圆的等分方法至关重要。相信通过练习,你一定能够创作出比图1、2更加精美的图案。