用 AI 生成一道几何题配图:三角形四心作图案例

老师准备几何课件时,最耗时间的往往不是写题目,而是画一张足够清楚的演示动图

举个例子,比如"三角形四心"这类内容。它不是只画一个三角形就结束,而是要同时处理多组构造关系:

  • 三条中线交于重心。
  • 三条高交于垂心。
  • 三条边的垂直平分线交于外心。
  • 三条角平分线交于内心。
  • 外接圆、内切圆、辅助线和标签都需要保持可读。

如果用传统画图工具手动画,老师通常要经历一轮又一轮调整:点的位置不合适,辅助线太密,标签挡住线段,颜色不统一,导出的图片放进课件后又显得太小。每一次修改都不难,但放到备课和教研生产里,会持续消耗时间。

现在可以换一种方式:把作图需求直接交给 AI,让 AI 通过大角几何 MCP 调用真实几何工具完成构造。

这篇文章用"三角形四心"做一个完整案例,展示如何从一句自然语言 Prompt 生成一张教学配图,并继续修改、导出和复用。

一、案例目标:生成一张四心教学示意图

这次要生成的图不是竞赛证明图,而是一张适合讲课和讲义展示的概念图。

目标包括:

  1. 画一个锐角三角形 ABC。
  2. 构造重心 G、垂心 H、外心 O、内心 I。
  3. 保留必要辅助线,但不能让画面过度拥挤。
  4. 用不同颜色或标注方式区分四个中心。
  5. 导出 PNG 图片,方便放进课件、讲义、公众号文章或题库解析页。

这里选择锐角三角形,是因为四个中心都位于三角形内部或附近,适合第一张教学引入图。后续也可以改成直角三角形或钝角三角形,用来比较四心位置变化。

二、直接使用的 Prompt

如果你已经在 Codex、Claude Code、Cursor 或其他支持 MCP 的 AI 客户端中接入了大角几何 MCP,可以直接输入:

text 复制代码
请调用大角几何 MCP,画一个锐角三角形 ABC,依次构造三角形的重心 G、垂心 H、外心 O、内心 I。请保留必要辅助线,并用不同颜色区分四个中心,最后导出 PNG 图片。

这个 Prompt 里有几个关键点。

第一,它明确要求调用大角几何 MCP,而不是只让 AI 输出文字说明。

第二,它指定了三角形类型:锐角三角形。这样可以减少图形位置不稳定带来的理解成本。

第三,它列出了四个中心和标签:G、H、O、I。教学图里标签非常重要,不能只生成几何对象。

第四,它要求导出 PNG 图片。也就是说,这不是停留在画板里的演示,而是要进入真实内容生产链路。

三、AI 会如何拆解这张图

用户看到的是一句话,AI 真正执行时会把它拆成一组几何操作。

一个合理的拆解过程大致是:

  1. 创建锐角三角形 ABC。
  2. 分别取三边中点,连接顶点与对边中点,得到三条中线,标出交点 G。
  3. 从三个顶点分别向对边作高,得到三条高线,标出交点 H。
  4. 作三边的垂直平分线,得到外心 O,并根据需要补充外接圆。
  5. 作三个内角的角平分线,得到内心 I,并根据需要补充内切圆或角平分线。
  6. 设置点、线、辅助线和标签样式。
  7. 调用图片导出工具,生成 PNG。

这里的重点不是"AI 会写出这些步骤",而是 AI 可以通过 MCP 调用工具把这些步骤真正落实到几何画板中。

这也是大角几何 MCP 适合教学配图的原因:几何图有明确对象、明确构造关系和明确导出结果,非常适合交给 Agent 工具调用。

四、第一次结果不要急着发布,先检查三件事

AI 生成图之后,建议先做一次教学可用性检查。

  1. 检查构造是否完整
  2. 检查辅助线是否过多
  3. 检查标签是否清楚

五、把同一张图扩展成三种教学版本

一张四心图可以继续拆成多个教学版本。

版本 1:概念总览图

用于第一节课或文章开头,展示四心都是什么。

text 复制代码
请保留四个中心 G、H、O、I,并用不同颜色区分。辅助线使用浅灰色,三角形 ABC 使用黑色实线,导出一张适合概念总览的 PNG 图片。

版本 2:重心重点图

用于讲解"三条中线交于一点"。

text 复制代码
请在当前图基础上突出三条中线和重心 G,弱化垂心、外心、内心相关辅助线,导出一张用于讲解重心的图片。

版本 3:垂心位置变化图

用于比较锐角三角形、直角三角形和钝角三角形。

text 复制代码
请把当前图改成钝角三角形,保留三条高和垂心 H,突出垂心 H 在三角形外部的位置,并导出 PNG 图片。

过去这三张图往往需要手动重画。现在它们可以从同一个基础几何项目延伸出来。

六、这类图适合放在哪里

三角形四心图适合进入很多真实内容场景。

第一,课堂课件。老师可以用第一张图做概念引入,再逐步切换到重心、垂心、外心、内心的单独版本。

第二,教学讲义。教研团队可以统一图形风格,让不同章节里的几何配图保持一致。

第三,题目解析。题库系统可以让 AI 根据题目自动生成基础图,再根据解析步骤补充辅助线。

第四,公众号和小红书图文。四心本身是适合传播的知识点,图形清楚会直接影响阅读体验。

第五,AI 教育产品。产品可以把"生成配图"作为题目解析 Agent 的一个工具调用环节,而不是依赖人工提前准备素材。

七、为什么这不是普通的 AI 画图

很多图片生成工具也可以生成"几何风格插图",但教学几何配图对准确性要求更高。

三角形四心不是画面装饰,而是几何关系。重心必须来自中线交点,垂心必须来自高线交点,外心必须来自垂直平分线交点,内心必须来自角平分线交点。

大角几何 MCP 的价值在这里:AI 不是凭感觉生成一张看起来像几何图的图片,而是调用几何工具创建对象、维护关系,并导出结果。

这让几何图从"静态插图"变成了"可继续编辑的项目"。

八、建议你从这条 Prompt 开始

如果你想快速体验,可以先复制这一条到你的 Agent 客户端:

text 复制代码
请调用大角几何 MCP,画一个锐角三角形 ABC,依次构造三角形的重心 G、垂心 H、外心 O、内心 I。请保留必要辅助线,并用不同颜色区分四个中心,最后导出 PNG 图片。

生成第一张图后,不要只看结果好不好看。继续让 AI 调整辅助线、标签和重点对象,你会更直观地感受到 MCP 的价值。

它不是一次性生成一张图,而是让几何配图进入一个可以持续修改、导出和复用的工作流。

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