圆的滚动
如图, 一个圆心为, 半径为的圆沿着直角的边内侧滚动一周, 且始终保持与三角形的至少一条边相切. 其中 当回到原来的位置时, 经过的路程是多少?
我们来分析圆与三角形的两条边相切时的情况:如下图所示, 当圆最靠近点时, 圆心在处, 设圆与和的切点分别为和. 因此圆心走过的路径必然要在边长的基础上减去
同理分析其他顶点,
可得的路程是
下面进行具体的计算:
根据三角比公式,有
同理
另外, .
则路径的长度为
那么这个问题还有更简便的计算方法吗?
再次观察小圆圆心的路径发现: 当圆心P的路径围成的三角形不断缩小而保持形状不变时, 我们所需要减去的部分其长度是不变的:恰好是与相似且与小圆相外切的三角形的周长.
内容来源:橘子数学(原文链接)