几何自动作图与智能动态几何软件系统

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该文将动态几何与一般几何自动作图方法结合,提出智能动态几何的观念,并开发了相应软件MMP/Geometer,作为国家973项目"数学机械化平台"的模块之一.智能动态几何软件,具有动态几何软件的方便性,又不受几何构造的限制,可以处理一般的几何作图问题.该文提出了MMP/Geometer在处理几何约束求解时所使用的一套完备框架:即首先通过LIMO算法判断该几何约束问题能否直接规尺作图.如果不能够直接规尺作图,则判断能否通过一些变换使其能够规尺作图,这些变换包括刚体变换算法,等价类算法,平移变换算法等.对于通过以上两类算法都不能够处理的几何约束问题,我们将要用C-树分解算法来进行处理.通过C-树分解,原来的几何约束问题变为某种特定的最小几何约束问题.对于最小几何约束问题,我们将该几何约束问题转化为代数方程,使用数值方法进行处理.在MMP/Geometer软件系统中使用的数值处理方法为BFGS方法.前面提到的几何约束问题求解算法是处理所谓完全约束问题的.但是,在几何作图的过程中,我们往往会遇到欠约束问题.在第六章,我们提出了对结构上属于欠约束问题和过约束问题的几何约束问题的处理方法.我们设计了基于几何约束求解的动态几何作图的方法.主要包括:在得到一个几何约束问题的构造序列之后,给出了MMP/Geometer软件系统是如何对该几何约束问题的构造序列进行求解,包括对于自由几何体,半自由几何体和固定几何体的求解,得到该几何约束问题的各个几何体在绘图区的具体位置.给出了MMP/Geometer软件系统中对于包含固定点和拖动点的几何约束问题的约束图表示以及处理办法,并提出了一些新的处理规则,将这些规则应用到LIMO算法中,使LIMO算法在处理几何约束问题时,复杂度不变,而其能够处理的几何约束问题的范围大大增加.最后还给出了该软件在处理多解问题所使用到的一些规则.
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