AI 帮老师画辅助线:圆与弦的几何关系配图案例

正文

圆相关的几何题,经常卡在辅助线怎么画清楚。

学生看题时,题干里可能只有一句话:

text 复制代码
过圆心 O 作弦 AB 的垂线,垂足为 M。

但老师讲解时,需要把图里的关系明确呈现出来:O 是圆心,A、B 在圆上,AB 是弦,OA 和 OB 是半径,OM 垂直 AB,M 是垂足。讲到垂径定理时,还常常需要补充 AM = MB。

这些关系如果只靠文字说明,学生很难马上建立图形感。如果配图不清楚,后续证明也会变得抽象。

这篇文章用一个圆与弦的案例,演示如何让 AI 通过大角几何 MCP 直接生成教学配图,并在已有图基础上继续补充辅助线、强调关系和导出图片。

一、案例目标:画一张垂径定理基础图

这次要生成的图服务于"垂径定理"讲解。

图中需要包含:

  1. 圆 O。
  2. 圆上两点 A、B。
  3. 弦 AB。
  4. 半径 OA、OB。
  5. 过圆心 O 作 AB 的垂线。
  6. 垂足 M。
  7. 圆心角 AOB。
  8. PNG 图片导出。

这是一张非常典型的课堂和题库配图。它不复杂,但要求关系准确,标注清楚。

二、直接复制的 Prompt

可以在接入大角几何 MCP 的 AI 客户端中输入:

text 复制代码
请调用大角几何 MCP,画一个圆 O,在圆上取两点 A、B,连接弦 AB 和半径 OA、OB。再过圆心 O 作弦 AB 的垂线,垂足为 M。请标注圆心角 AOB、弦 AB、垂足 M,最后导出 PNG 图片。

这条 Prompt 有两个特点。

第一,它描述的是几何关系,不只是画面样子。A、B 必须在圆上,AB 必须是弦,OM 必须垂直 AB,M 必须是垂足。

第二,它直接要求导出 PNG。生成图不是最终目的,进入课件、讲义和解析页面才是内容生产真正需要的结果。

三、AI 应该完成哪些构造

在这个案例里,AI 需要把自然语言拆成一组几何操作:

  1. 创建圆 O。
  2. 在圆上创建点 A、点 B。
  3. 连接 A、B,得到弦 AB。
  4. 连接 O、A 和 O、B,得到半径 OA、OB。
  5. 过 O 作 AB 的垂线。
  6. 标出垂足 M。
  7. 标注圆心角 AOB。
  8. 根据教学需要保留直角符号和必要标签。
  9. 导出图片。

对老师来说,这个过程的好处是:不用反复调整对象位置和辅助线,只需要把教学意图说清楚。

四、第一次图生成后,继续补充垂径定理结论

基础图生成后,老师往往还需要进一步讲结论。

比如垂径定理常见表达是:垂直于弦的直径平分这条弦。图上应该能看到 AM 和 MB 的关系。

可以继续输入:

text 复制代码
请在当前图中标出 AM = MB,并把 OM 与 AB 的垂直符号显示出来。请弱化半径 OA、OB 的颜色,突出 OM、AB 和垂足 M。

这一步不需要重新描述整张图。AI 可以在当前几何项目上继续修改。

这也是 MCP 相比一次性图片生成的关键差异:当前图不是一张不可编辑的图片,而是一个可以继续操作的几何项目。

五、老师使用时,Prompt 要写到什么程度

写 Prompt 时不需要把每个底层作图命令都写出来,但要把几何关系说清楚。

推荐写法:

text 复制代码
请调用大角几何 MCP,画一个圆 O,在圆上取两点 A、B,连接弦 AB。过圆心 O 作 AB 的垂线,垂足为 M。请标注 O、A、B、M,并显示 OM 垂直 AB 的直角符号。最后导出 PNG 图片。

不推荐只写:

text 复制代码
画一张垂径定理的图。

后者太宽泛。AI 可能不知道你想保留哪些对象、突出哪一步、是否需要导出图片。

如果要用于教学,最好明确:

  • 圆心叫什么。
  • 弦是哪一条。
  • 辅助线从哪里作到哪里。
  • 哪些点和线需要标注。
  • 是否需要直角符号或线段相等标记。
  • 是否需要导出 PNG。