B卷原7
第7题(填空题)
如图,边长为 的正方形 沿 轴正向滚动:先以 为中心顺时针旋转,当 落在 轴上时,再以 为中心顺时针旋转,如此继续。设顶点 滚动时的轨迹方程为 ,求 在 上的表达式。
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
顶点轨迹的重复由整个正方形重新回到相同朝向决定。
先追踪四次转动后的平移,再找所求区间对应哪一段圆弧;顶点作为旋转中心时停留的一步不能错算成新的横向区间。
按图初始 、、、。依次绕接地顶点顺时针转直角,四次转动后整个正方形恢复原朝向并向右平移 ,故轨迹满足
第一段绕 转动,顶点 距 为 ,从 移到 ,轨迹是圆
的上方圆弧,横坐标覆盖 。由于 ,所求 对应这一圆弧的 ,所以
四次转动后 的位置依次为 ,最后恰是初始位置右移四个单位。公式在 给 ,在 给 ,与第一圆弧的最高点及右端点一致。
滚动轨迹题先确认真正重复的整套构型和水平位移,再按区间选择圆弧。写圆方程后还要据轨迹所在半平面选正根或负根。
先追踪整套正方形恢复朝向后的真实平移周期,再定位所求区间的圆弧;顶点作旋转中心时的停留不能错算成横向位移。
已记下,谢谢!