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对于此题的解,由于几何关系较为明确,我又没有找到其他方法来解决,所以,我直接计算出制图所需要的尺寸关系进行作图。下面是我的解答过程:
+ t0 D3 { B! }, @% J一.分析题图:(如图1、图2)' ^6 s3 ~, ^% P4 w+ M- T) r5 b
设边长AB=m,AF=AH=a,则FB=BG=m-a;(AF=AH与FB=BG证明省略)
* W/ P& u6 o4 D, D7 I 设小圆半径为r,大圆半径为R;R=2r;AS=a+r,
! Y5 t, Z. }7 z0 g7 N, a 线段SB=ST+TB=5r+a;(ST=2R=4r;
, ]1 r3 Z4 t% ] (TB=AS=AH+HS=a+r$ `& P! t4 `5 w
同时SB=BG+SG=m-a+r;7 @. ?: A% |! O: w. X- p& L
所以5r+a=m-a+r;: x1 |1 v, K% J. d. t" _6 T9 ^
得到a=m/2-2r……………………………………………………等式1! _& W1 ^8 O# H2 v1 m
因为大正方形面积=4个小三角形面积+中间小正方形面积
* s/ P7 Q) F: ^% T4 S 所以m^2=4(a+r)(5r+a)/2 + (4r)^2…………………………等式2
5 F/ u+ s0 K2 n& p. t7 h, y- q$ I
7 ^( j0 A8 T/ G6 h: d 联立等式1、等式2可得 m=(√6+1)R9 k% g8 F$ i, S# `. K1 R/ d
自此确定了小圆直径与正方形边长的关系,即 m=(√6+1)d(d为小圆的直径)
2 Y% k1 L: ]2 f/ |二.CAD作图:7 M# J/ ]9 F" @; }! K2 E
1.根据图2所示的方法来确定√6+1的长度,即线段QW。(为了显示清晰和稍后数据放大后失真能较
* T' M% j+ s" J' C1 \5 z 小,我采用10倍的√6+19 s& I: D/ V& p& Y# p
2.以QW为边,作出正方形ABCD,以正方形的中心为圆心,10为半径作中间的圆;0 T. J5 i8 s: c: l( k
3.分别过A、B、C、D四点,作中间圆的切线,并将其延伸到正方形的四边;+ N; c8 c) u: J& C0 S& L
4.点击菜单栏上的“绘图”--“圆”--“相切、相切、相切(A)”,然后点击线段AB、BS、AS,可作出同时切三条线的小圆,此小圆的直径为中间圆直径的一半;- Y B/ W/ [& @! ^
5.依照步骤4的方法画出其他的四个小圆;: b5 o! p' G N9 }* Q6 u# I
6.修剪掉图上多余的线条,标注相应的尺寸,制图完毕。 " W, P' D: W4 J& x/ V
8 g) D0 T1 M8 g5 {. S0 _
等待更优解。。。^_^ |