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文檔簡(jiǎn)介
Z+Z《檢恐國(guó)極》楮制餅文
(初中數(shù)學(xué)教師適用)
梏薇(廣州)熬學(xué)技由中芯
2011年03月
Z+Z智能教育平臺(tái)《超級(jí)畫板》廣州地區(qū)綜合應(yīng)用項(xiàng)目
目錄
第一部分超級(jí)畫板之動(dòng)忠教學(xué)入門..........................3
1.1認(rèn)識(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)............................................................3
1.2動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)工具平臺(tái)........................................................3
1.3通過兩個(gè)實(shí)例入門........................................................5
1.4動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)軟件的構(gòu)圖規(guī)則.................................................11
第二部分幾何圖形與變換..................................13
2.1經(jīng)過一點(diǎn)的直線.........................................................13
2.2三角形的三條高線.......................................................14
2.3測(cè)量三角形的內(nèi)角和.....................................................16
2.4三角形內(nèi)角和等于平角的直觀說明........................................17
2.5勾股定理的直觀說明*....................................................20
2.6在平面上滾動(dòng)的車輪.....................................................25
2.7圓在圓上滾動(dòng)*..........................................................27
2.8翻折得到軸對(duì)稱圖形.....................................................30
2.9等分圓周設(shè)計(jì)的圖案.....................................................32
2.10直線與圓的位置關(guān)系....................................................34
2.11圓與圓的位置關(guān)系......................................................36
2.12研究圓塞定理..........................................................38
2.13制作七巧板游戲........................................................40
2.14勾股樹*...............................................................43
2.15二叉樹*...............................................................47
2.16多邊形的密鋪*.........................................................50
2.17密鋪曲線*.............................................................53
2.18平面中的變換*.........................................................58
第三部分函數(shù)及圖像......................................70
3.1二次函數(shù)的圖像.........................................................70
3.2反比例函數(shù)的圖像.......................................................74
3.3參數(shù)方程曲線...........................................................76
3.4極坐標(biāo)方程曲線.........................................................79
3.5分段函數(shù)的圖像.........................................................80
3.6描點(diǎn)連線畫函數(shù)圖像*....................................................84
3.7美麗的玫瑰線*..........................................................86
第四部分運(yùn)算與代數(shù)......................................89
4.1比較y=xA3與尸3Ax增長(zhǎng)的快慢...........................................89
4.2國(guó)王需要付出多少小麥...................................................91
4.3閏年的規(guī)則是如何產(chǎn)生的.................................................94
4.4如何計(jì)算根號(hào)2...................................................................................................................95
第五部分算法與編程......................................97
Z+Z智能教育平臺(tái)《超級(jí)畫板》廣州地區(qū)綜合應(yīng)用項(xiàng)目
5.1超級(jí)畫板的程序語言.....................................................97
5.2了解系統(tǒng)中的函數(shù)......................................................102
5.3求最大公約數(shù)的程序....................................................107
5.4判斷是否為閏年的程序..................................................109
5.5模擬隨機(jī)拋硬幣實(shí)驗(yàn)的程序..............................................111
第六部分概率與統(tǒng)計(jì)......................................113
6.1隨機(jī)得到一個(gè)100以內(nèi)的自然數(shù)..........................................113
6.2模擬隨機(jī)拋硬幣實(shí)驗(yàn)....................................................114
6.3模擬隨機(jī)擲骰子實(shí)驗(yàn)*...................................................121
6.4隨機(jī)拋豆實(shí)驗(yàn)估計(jì)圓周率兀..............................................124
6.5模擬轉(zhuǎn)盤游戲*.........................................................128
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Z+Z智能教育平臺(tái)《超級(jí)畫板》廣州地區(qū)綜合應(yīng)用項(xiàng)目
第一部分超級(jí)畫板之動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)入門
1.1認(rèn)識(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)
“任意三角形A8C...”、“點(diǎn)尸在圓上。上運(yùn)動(dòng)過程中…”、“周長(zhǎng)固定的長(zhǎng)方形”…,這些
都是我們常用的幾何語言。這些語言所對(duì)應(yīng)的情景,在傳統(tǒng)教學(xué)手段下,只能要求學(xué)生充分
發(fā)揮想象能力。相對(duì)于我們所生活的多姿多彩的空間而言,高度抽象化了的語言以及圖形對(duì)
于剛學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)學(xué)生來說是難以接受的。
計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使這種現(xiàn)象漸漸發(fā)生改變。利用計(jì)算機(jī)所作的圖形不僅直觀、形象,而且
具有動(dòng)態(tài)性,易于觀察和理解。
若利用計(jì)算機(jī)所作的幾何圖形,在被拖動(dòng)過程中仍保持幾何性質(zhì)不變,如三角形還是三
角形、圓上的點(diǎn)還是圓上的點(diǎn)、平行還是平行、垂直還是垂直、中點(diǎn)還是中點(diǎn)…,那么這樣
的圖形就稱為動(dòng)態(tài)幾何圖形。
構(gòu)造動(dòng)態(tài)幾何圖形的計(jì)算機(jī)軟件,就叫做動(dòng)態(tài)幾何軟件(DynamicGeometrySoftware)。
動(dòng)態(tài)幾何的名稱于上世紀(jì)80年代中期開始出現(xiàn),經(jīng)過了20多年的發(fā)展,動(dòng)態(tài)幾何吸引
了越來越多人的關(guān)注,它在數(shù)學(xué)教育上的價(jià)值已經(jīng)得到充分肯定。
目前具有動(dòng)態(tài)幾何功能的軟件就有幾十種,其中被中國(guó)數(shù)學(xué)教師所廣泛了解的就有
Geometer'sSketchpad、Z+Z超級(jí)畫板、Cabri、AutoGraph、Derive>GeoGebra等。
由于計(jì)算機(jī)在動(dòng)態(tài)幾何方面的成功,也促使人們開始研究計(jì)算機(jī)在數(shù)學(xué)的其他領(lǐng)域的教
育功能。
因此,計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)(ComputerAlgebraSystem動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)軟件(DynamicStatistics
System)、隨機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)(ProbabilitySimulationPlatfbrm)等相繼出現(xiàn)并被廣泛實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。
計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)最重要的應(yīng)用就是數(shù)值計(jì)算與符號(hào)運(yùn)算。
動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)軟件能方便地處理大量的數(shù)據(jù)并且按照人們所熟悉的形式展現(xiàn)。
隨機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠模擬概率事件并且自動(dòng)記錄和計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
動(dòng)態(tài)幾何軟件、計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)軟件、隨機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)等都屬于動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)軟件
(DynamicMathematicsSoftware)。
1.2動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)工具平臺(tái)
Z+Z智能教育平臺(tái)《超級(jí)畫板》是目前功能最完善的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)平臺(tái)之一。它是:
?動(dòng)態(tài)幾何平臺(tái);
?計(jì)算機(jī)代數(shù)系統(tǒng);
?動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)平臺(tái);
?隨機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái);
它還是:
?程序設(shè)計(jì)平臺(tái);
?自動(dòng)推理系統(tǒng)。
為了更加盡快熟悉《超級(jí)畫板》的上述功能,讓我們首先了解一下它的工作界面吧。
超級(jí)畫板軟件啟動(dòng)后窗口如下:
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利用超級(jí)畫板工作,主要就是通過菜單欄中的菜單命令來實(shí)現(xiàn)。菜單欄中包括【文件】、
【編輯】、【查看】、【作圖】、【變換】、【測(cè)量】等菜單項(xiàng)。
菜單欄下是常用工具欄,就是將經(jīng)常用的命令放在這里,提高我們的工作效率。
工具欄下面的空白區(qū)域就是作圖等工作的主要區(qū)域,簡(jiǎn)稱為作圖工作區(qū)。
作圖工作區(qū)左邊是另外的一些工作區(qū),包括“對(duì)象工作區(qū)”、“程序工作區(qū)”、“問題工作
區(qū)''等。如左下圖所示,單擊下方的選項(xiàng)卡即可將對(duì)應(yīng)的工作區(qū)激活;如右下圖所示,單擊
工作區(qū)右上角的“X”即可將對(duì)應(yīng)的工作區(qū)關(guān)閉,通過單擊【查看】菜單中【工具欄】子菜單
下的對(duì)應(yīng)命令可以重新顯示。
問題Q恪1—
Mi
_______Illi
—對(duì),」程.團(tuán)問,圈推氣課.0
如需幫助,諳按F1鍵__________________
我們常用的就是“對(duì)象工作區(qū)”和“程序工作區(qū)”,可以將其他工作區(qū)關(guān)閉,結(jié)果如左下圖
所示。
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作圖工作區(qū)右側(cè)是“對(duì)象屬性工作區(qū)”,可以方便地修改多個(gè)對(duì)象的屬性。如右上圖所示,
拖動(dòng)左邊框可以改變它的寬度,單擊右上方的“自動(dòng)隱藏”開關(guān)按鈕可以將“屬性工作區(qū)''關(guān)
閉。鼠標(biāo)指向。
屋性
-ta二x
圃外國(guó)孑
值
畫對(duì)象是
IS1線寬度1
純色10.?000000
1.3通過兩個(gè)實(shí)例入門
這一節(jié)我們通過兩個(gè)實(shí)例初步認(rèn)識(shí)超級(jí)畫板軟件的主要功能。
在制作下面的實(shí)例過程中,有些內(nèi)容可能沒有介紹得足夠詳細(xì)。
(一)構(gòu)造星形線和玫瑰線
(1)啟動(dòng)一個(gè)新的超級(jí)畫板文檔,下面的工作過程中,我們不需要顯示坐標(biāo)系,那么
如左下圖所示在對(duì)象工作區(qū)中單擊“坐標(biāo)系”對(duì)象前的方框,結(jié)果(如右下圖)方框中“/消
失的同時(shí)在作圖工作區(qū)中坐標(biāo)系也被隱藏。在對(duì)象工作區(qū)中,每個(gè)對(duì)象前的方框,就是控
制它在作圖工作區(qū)中被顯示或者隱藏的開關(guān)按鈕。
對(duì)象4X對(duì)象4X
二口文檔圖形對(duì)象列表
-文檔圖形對(duì)象列表111
-[3日第1頁(yè)E第1頁(yè)
□國(guó)[]對(duì)象蛆:坐標(biāo)系
+盥[4]對(duì)象蛆:坐標(biāo)系E4
(2)在新的超級(jí)畫板文檔中,單擊工具條中的【畫筆】工具物,光標(biāo)進(jìn)入選擇畫圖狀
7^o
(3)在空白處單擊鼠標(biāo)然后松開,即可作出點(diǎn)4。
(4)如下圖,鼠標(biāo)指向點(diǎn)A,按住拖動(dòng)一段距離后松開鼠標(biāo),即可作出線段A瓦
0-----------------------------------------------------------------------------O—
(5)如下圖,鼠標(biāo)指向線段中點(diǎn)附近的位置,當(dāng)線段A8變?yōu)榧t色且光標(biāo)右側(cè)出現(xiàn)
“中點(diǎn)”提示時(shí),單擊鼠標(biāo),作出線段A3的中點(diǎn)C。
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(6)如下圖所示,鼠標(biāo)指向點(diǎn)C,雙擊不松開并按住拖動(dòng),移動(dòng)到點(diǎn)B的位置時(shí)(點(diǎn)
B變?yōu)榧t色)松開鼠標(biāo),作出以點(diǎn)C為圓心、經(jīng)過點(diǎn)8的圓。
(7)如下圖所示,鼠標(biāo)指向圓周,圓周變?yōu)榧t色進(jìn)行提示時(shí)單擊鼠標(biāo),作出圓C上的
任意點(diǎn)Do
(8)單擊點(diǎn)。并按住拖動(dòng)到點(diǎn)C,作出線段。C。
(9)如下圖所示,鼠標(biāo)指向線段DC的延長(zhǎng)線與圓周的交點(diǎn)附近的位置,線段CD和
圓周同時(shí)變?yōu)榧t色進(jìn)行提示并且光標(biāo)右側(cè)出現(xiàn)“相交”,這時(shí)單擊鼠標(biāo)即可作出線段。C的延
長(zhǎng)線與圓周的交點(diǎn)及然后連接線段EC。
(10)在弧BO之間,在圓周上任意取另外一個(gè)點(diǎn)兒
(11)單擊點(diǎn)凡并按住拖動(dòng)到線段AB垂足附近的位置,線段AB變?yōu)榧t色進(jìn)行提示
并且光標(biāo)右側(cè)出現(xiàn)“垂足”,這時(shí)松開鼠標(biāo)即可作出點(diǎn)尸到線段AB的垂足G和垂線段FG。
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(12)作出點(diǎn)尸到線段。C的垂足H和垂線段bH。
(13)連接線段GH。
(14)作出點(diǎn)C到線段GH的垂足/和垂線段C7。結(jié)果如下圖所示:
(15)單擊工具條中的【選擇】工具國(guó),光標(biāo)返回到選擇狀態(tài)。
點(diǎn)A、點(diǎn)B平面上的自由點(diǎn),可以被任意拖動(dòng)。
點(diǎn)。、點(diǎn)廠是圓C的圓周上的點(diǎn),稱為半自由點(diǎn),可以在圓上被任意拖動(dòng)。
點(diǎn)C是線段的中點(diǎn),點(diǎn)E是直線和圓的交點(diǎn),點(diǎn)G、點(diǎn)X、點(diǎn)/是點(diǎn)到直線的垂足,
這些稱為約束點(diǎn),不能被拖動(dòng)。
在點(diǎn)4、點(diǎn)B或者點(diǎn)。、點(diǎn)尸被拖動(dòng)過程中,可以發(fā)現(xiàn)圖形的幾何性質(zhì)保持不變,中
點(diǎn)還是中點(diǎn)、垂足還是垂足、交點(diǎn)還是交點(diǎn),這就是動(dòng)態(tài)幾何圖形的特點(diǎn)。
拖動(dòng)點(diǎn)。,使得與AB垂直,結(jié)果如下圖所示:
容易看出,四邊形CGW是一個(gè)矩形。根據(jù)矩形的性質(zhì)得知,當(dāng)點(diǎn)尸在圓上運(yùn)動(dòng)的過
程中,線段G8保持長(zhǎng)度不變。這樣,就可以模擬靠在墻上的梯子向下滑動(dòng)的過程。
那么,當(dāng)梯子在下滑過程中,或者說當(dāng)點(diǎn)尸在圓周上運(yùn)動(dòng)的過程中,線段G4掃描過
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的區(qū)域是一個(gè)什么樣的圖形呢?點(diǎn)/和線段C/上又能劃出什么性狀的圖形呢?為了探索這
些問題,我們繼續(xù)下面的操作:
(16)鼠標(biāo)指向線段GH,單擊鼠標(biāo)右鍵,彈出快捷菜單,如左下圖在快捷菜單中單擊
【跟蹤】命令,結(jié)果如下圖(中)所示在對(duì)象工作顯示出增加了線段的跟蹤對(duì)象。拖動(dòng)
點(diǎn)/在圓周上運(yùn)動(dòng),結(jié)果如右下圖所示。
申□1
.□?[17]點(diǎn)H:點(diǎn)在直線上
軌跡…E-□/[18]線段:FH
[]線段:
跟蹤E-由-□/19GH
?[2。]點(diǎn)I:點(diǎn)在直線上
動(dòng)畫…■□/線段
跟蹤
■□樂
隱藏和顯示按鈕E
(17)增加點(diǎn)/的跟蹤和線段C/的跟蹤。
(18)為了讓點(diǎn)月在圓周上更加均勻地運(yùn)動(dòng),可以增加一個(gè)點(diǎn)尸的動(dòng)畫按鈕,操作是:
鼠標(biāo)指向點(diǎn)R單擊鼠標(biāo)右鍵,在快捷菜單中單擊【動(dòng)畫…】命令,結(jié)果彈出動(dòng)畫屬性對(duì)話
框,直接單擊對(duì)話框中【確定】按鈕完成。單擊動(dòng)畫按鈕結(jié)果如下圖所示:
為了讓跟蹤的圖形更加美觀,我們需要作如下調(diào)整:
將跟蹤對(duì)象都放在圖層的最后面(最下面),使得能夠清楚地看到原來點(diǎn)、線等幾何對(duì)
象。將不同的跟蹤對(duì)象設(shè)置不同的顏色,使得容易識(shí)別跟蹤圖形的性質(zhì)特點(diǎn)。
當(dāng)作圖區(qū)中出現(xiàn)一般操作時(shí),跟蹤對(duì)象就會(huì)自動(dòng)消失,所以跟蹤對(duì)象無法在作圖區(qū)中被
選中,但可以在左邊的對(duì)象工作區(qū)中容易地選擇它們。
為完成上述目的,需要繼續(xù)下面的操作:
(19)[在對(duì)象工作區(qū)中]選擇線段C/的跟蹤對(duì)象,單擊【對(duì)象】菜單中的【移動(dòng)對(duì)象
到最后面】命令,(這時(shí)線段C/的跟蹤對(duì)象仍處于被選中的狀態(tài))然后單擊工具條中【畫筆
顏色】工具,一匕右部分的三角,如下圖所示即可打開畫線顏色調(diào)色板,然后選擇一種顏色
即可。
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(20)選擇點(diǎn)/的跟蹤對(duì)象,將其移至最后,并且重新設(shè)置一種畫線顏色。
(21)選擇線段G"的跟蹤對(duì)象,將其移至最后,并且重新設(shè)置一種畫線顏色。結(jié)果如
下圖所示:
D
E
【思考與練習(xí)】
(1)線段G4的長(zhǎng)度是否仍然保持不變?
(2)跟蹤線段G8所留下的圖形與上面有什么區(qū)別?
(3)跟蹤點(diǎn)/的所留下的圖形有什么改變?
(二)作y=ad的圖像
(1)單擊工具欄中【新頁(yè)】工具且,在當(dāng)前文檔中建立一個(gè)新的頁(yè)面。
(2)在作圖區(qū)空白位置單擊鼠標(biāo)右鍵,在右鍵菜單中單擊【函數(shù)或參數(shù)方程曲線…】
命令,彈出函數(shù)作圖屬性對(duì)話框。
(3)如下圖所示,在【產(chǎn)】對(duì)應(yīng)的編輯框中輸入:a*xA2?
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函數(shù)畫筆I埴充I漸變I文本I
類型
x=
0y=f(x)
OX=f(y)y=a*x*2
。參數(shù)方程
P=
O極坐標(biāo):P=£(0)
間斷點(diǎn)最小值(單位:坐標(biāo))四一曲線的點(diǎn)數(shù):即一口折線段
參數(shù)范圍:-E<|<6
□畫點(diǎn)E]x軸區(qū)域點(diǎn)的大小:廠口斷點(diǎn)連接線段
(5)單擊【插入】菜單中的【變量對(duì)象…】命令,彈出的變量對(duì)象屬性對(duì)話框,如下
圖所示,在【變量】對(duì)應(yīng)的編輯框中輸入:。,單擊【確定】按鈕完成。
變量|文本]畫筆|埴充|漸變
變量:a
最小值:即一
最大值:io
這時(shí),從參數(shù)a的變量控制尺可以看到參數(shù)a的當(dāng)前值為4.70,通過這個(gè)變量控制尺可
以改變參數(shù)。的值。具體操作方法如下:
(6)如左下圖所示,鼠標(biāo)指向中間的控制滑標(biāo),單擊鼠標(biāo),如右下圖鼠標(biāo)光標(biāo)變?yōu)闄M
向的雙向箭頭,這時(shí)向左或者向右拖動(dòng)鼠標(biāo)即可改變參數(shù)。的值。
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4.70
■
II管■■
-10.00a10.00
畫出了函數(shù)圖像之后,我們需要坐標(biāo)系的刻度顯示出來,在這里只需要設(shè)置坐標(biāo)系的屬
性值即可。具體操作方法如下:
(7)如左下圖所示,在對(duì)象工作區(qū)中單擊第4號(hào)對(duì)象“對(duì)象組:坐標(biāo)系”前面的加號(hào)
結(jié)果如右下圖所示,展開對(duì)象組的列表。
對(duì)象4X對(duì)象0X
-口。11文楷圖形對(duì)象列表-文檔圖形對(duì)象列表
J0曰第1頁(yè)白口€3第1頁(yè)
413國(guó)[4]對(duì)象組:坐標(biāo)系白日罐[4]對(duì)象蛆:坐標(biāo)系
RQX[5]曲線:y=a*x*2□4*[0]直角坐標(biāo)系Oxy
臼―[6]變量:aS□?[1]點(diǎn)0:坐標(biāo)原點(diǎn)
由□/[2]直線:X軸
j由□/[3]直線:海
(8)鼠標(biāo)指向第0號(hào)對(duì)象“直角坐標(biāo)系O-xy”,單擊右鍵,即可打開它的屬性對(duì)話框
(9)如下圖所示,在屬性對(duì)話框中選擇“顯示刻度”選項(xiàng),單擊【確定】按鈕完成。
坐標(biāo)系|畫筆|埴充|漸變|文本|
坐標(biāo)系類型
0直角坐標(biāo)系O極坐標(biāo)系O特殊坐標(biāo)系
坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)的角度?時(shí)針):?jiǎn)挝唬憾然氐葐挝?/p>
【思考與練習(xí)】
鼠標(biāo)單擊上面參數(shù)。的變量控制尺,這是會(huì)出現(xiàn)一些黑色方塊,這些方塊都有一定的作
用,拖動(dòng)這些黑色方塊,說說它們對(duì)變量控制尺有什么影響。
1.4動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)軟件的構(gòu)圖規(guī)則
根據(jù)前面所設(shè)計(jì)到的問題,我們粗略談?wù)勈褂脛?dòng)態(tài)數(shù)學(xué)軟件工具作圖等工作過程中所要
遵從的規(guī)則和超級(jí)畫板中的一些習(xí)慣。
(1)當(dāng)需要用畫筆畫圖時(shí),就單擊【畫筆】工具物進(jìn)入畫圖狀態(tài);當(dāng)不再用畫筆畫圖
時(shí),就單擊【選擇】工具畫返回到選擇狀態(tài)。
(2)平面上的任意點(diǎn),是完全自由點(diǎn),可以被任意拖動(dòng);直線上的點(diǎn)、圓上的點(diǎn)以及
以后接觸到的曲線上的點(diǎn),是半自由點(diǎn),可以按照一定的規(guī)律被拖動(dòng);線段的中點(diǎn),直線的
垂足等,是約束點(diǎn),不能被拖動(dòng)。
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(3)需要選擇多個(gè)對(duì)象時(shí),需要按住Ctrl鍵的同時(shí),依次單擊需要被選擇的對(duì)象。選
擇完成后,松開Ctrl鍵即可。
(4)要作三角形的內(nèi)心,需要首先選擇三角形的三個(gè)頂點(diǎn);要構(gòu)造一個(gè)多邊形的內(nèi)部,
需要首先選擇多邊形的頂點(diǎn)。當(dāng)選擇的對(duì)象滿足作圖條件時(shí)菜單命令才會(huì)變?yōu)榱辽患せ睿?/p>
若選擇的對(duì)象不滿足作圖條件,則對(duì)應(yīng)的菜單命令為灰色不能被使用。
(5)控制參數(shù)改變的方法上面介紹了兩種:插入?yún)?shù)的變量控制尺,增加參數(shù)的動(dòng)畫
按鈕。
學(xué)習(xí)小結(jié)
首先我們認(rèn)識(shí)了超級(jí)畫板軟件的界面,進(jìn)一步學(xué)習(xí)了根據(jù)自己的要求重新布置界面的方
法。另外,你還可以根據(jù)自己的需要將常用的菜單命令添加到工具條中,這與一般的應(yīng)用軟
件的操作方法是相同的。
我們學(xué)習(xí)了用超級(jí)畫板的【畫筆】工具的功能,利用畫筆可以直接畫出點(diǎn)、線、圓、對(duì)
象上的點(diǎn)、對(duì)象之間的交點(diǎn)、垂足、中點(diǎn)等等,而不能任何工具和菜單之間的切換。實(shí)際上,
利用畫筆可以直接作出二十幾種常用的幾何對(duì)象。【畫筆】工具的功能豐富而使用簡(jiǎn)單,不
過需要加強(qiáng)練習(xí)才能運(yùn)用自如。
除此之外,我們還學(xué)習(xí)了利用菜單命令作圖、進(jìn)行圖形變換的操作,從而理解在計(jì)算機(jī)
上作圖的規(guī)則,有些命令要首先選擇滿足作圖條件的對(duì)象后才能被激活;而另外有些命令,
卻是什么都不需要選擇即可直接使用。
希臘字母兀在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中通常用pi表示。
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第二部分幾何圖形與變換
2.1經(jīng)過一點(diǎn)的直線
在平面上,經(jīng)過一個(gè)點(diǎn)的直線有多少條呢?我們可以在計(jì)算機(jī)上畫出經(jīng)過任意兩個(gè)點(diǎn)的
一條直線,然后其中一個(gè)點(diǎn)位置固定的情況下,拖動(dòng)另外一個(gè)點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生探索這個(gè)問題。
(1)在新的文檔頁(yè)面中,隱藏坐標(biāo)系。
(2)單擊【畫筆】工具,任意畫一條線段A瓦
(3)單擊【選擇】工具,雙擊線段A8,打開其屬性對(duì)話框,如下圖所示,選擇直線類
型為:直線,單擊【確定】按鈕完成。
直線|畫筆|埴充|漸變|文本|
斜率:
傾斜角:
X-截距:
廠截距:
一般式方程:Ax+BjH-C=O
類型轉(zhuǎn)換
標(biāo)注間距:4長(zhǎng)度:廠包段。射線臂線
(4)跟蹤直線A瓦
拖動(dòng)點(diǎn)3可以觀察到經(jīng)過點(diǎn)A的直線的情況,如下圖所示:
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【思考與練習(xí)】
如上圖所示,藍(lán)色圓以點(diǎn)A為中心、經(jīng)過點(diǎn)2,點(diǎn)C是圓A上的任意點(diǎn),紅色圓以C
為圓心經(jīng)過點(diǎn)瓦當(dāng)點(diǎn)C在圓周上運(yùn)動(dòng)時(shí)跟蹤圓C留下的圖形,如下圖所示,這叫心臟線
或者蘋果曲線。請(qǐng)你自己動(dòng)手展示生成蘋果曲線的過程。
2.2三角形的三條高線
利用動(dòng)態(tài)幾何軟件畫出的圖形,其形狀可以被任意改變,而圖形在改變過程中,所包含
的幾何關(guān)系始終保持不變,這可以幫助我們探索與發(fā)現(xiàn)圖形中所隱含的內(nèi)在規(guī)律。
(1)在新建文檔中,隱藏坐標(biāo)系。
(2)單擊【畫筆】工具,畫任意三角形A8C。
(3)作出點(diǎn)A到對(duì)邊8C的垂足。和垂線段AO,作出點(diǎn)8到對(duì)邊CA的垂足E和垂
線段8E;作出點(diǎn)對(duì)C到邊的垂足歹和垂線段C凡
(4)單擊【選擇】工具,返回到選擇狀態(tài)。
(5)設(shè)置線段4。為直線,設(shè)置線段8E為直線,設(shè)置線段C尸為直線。
(6)同時(shí)選擇直線AD,BE和CF,在右側(cè)的屬性對(duì)話框中設(shè)置【畫線類型】為:虛
線。結(jié)果如右下圖所示:
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對(duì)于垂直關(guān)系,我們往往需要標(biāo)注出直角符號(hào)。例如要將/AOC的角標(biāo)注出來,就首
先要選擇三個(gè)點(diǎn),分別是角的始邊上的點(diǎn)、角的頂點(diǎn)、角的終邊上的點(diǎn),然后執(zhí)行標(biāo)注角的
命令。操作步驟如下:
(7)按住Ctrl鍵,依次選擇點(diǎn)4、點(diǎn)。和點(diǎn)C,單擊【作圖】菜單中的【標(biāo)注角】命
令。
(8)重復(fù)類似操作標(biāo)注NBEA和/CFB。
(9)選擇角的標(biāo)注符號(hào),可以通過工具條中的【填充】工具將其內(nèi)部填充。結(jié)果如下
圖所示:
【思考與練習(xí)】
三角形的三條中線、三條角平分線也分別交于一點(diǎn),請(qǐng)你動(dòng)手完成展示和探索這兩個(gè)性
質(zhì)的內(nèi)容。
要做三角形中一個(gè)角平分線和對(duì)邊的交點(diǎn),可以通過【作圖】菜單下【點(diǎn)】子菜單中的
【角平分線上的點(diǎn)】命令直接實(shí)現(xiàn)。
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2.3測(cè)量三角形的內(nèi)角和
利用計(jì)算機(jī)作出的三角形,可以被任意改變形狀,能夠更加普遍地探究三角形三個(gè)內(nèi)角
測(cè)量值之和的規(guī)律。
(1)在新建文檔中,作任意三角形ABC。
(2)依次選擇點(diǎn)C、點(diǎn)A和點(diǎn)8,單擊【測(cè)量】菜單下的【角的值】命令,結(jié)果得到
NCAB的測(cè)量值,如下圖所示:
當(dāng)圖形比較簡(jiǎn)單時(shí),我們一般習(xí)慣用角的頂點(diǎn)的名字表示這個(gè)角,例如在這里表示為
/A,所以我們可以將角的名稱進(jìn)行修改。操作步驟如下:
(3)雙擊測(cè)量文本,如左下圖進(jìn)入編輯狀態(tài),將字符C4B修改為A,然后在作圖區(qū)空
白處單擊鼠標(biāo),退出編輯狀態(tài),結(jié)果如右下圖所示。
$fh{208}CAB=%.2
NA=63.36
(4)重復(fù)類似操作測(cè)量角2和角C的值,并且按照上面的要求編輯測(cè)量結(jié)果名稱。
(5)單擊【測(cè)量】菜單下的【測(cè)量表達(dá)式…】命令,打開測(cè)量表達(dá)式對(duì)話框。如下圖
所示,可以看到之前測(cè)量的值分別用mOOO、mOOl,m002記錄,這是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生
的名稱,而且這樣做的好處是:之前測(cè)量得到的結(jié)果容易被以后所運(yùn)用。
測(cè)量表達(dá)式
表達(dá)式:
mOOO:[11]$fh{208}A=63.36$fh{176}
mOOl:[12]$£h{208}B=75.79$fli{176}
m002:[13]$fh{208}C=40.84$fh{176}
(6)在【表達(dá)式】編輯框中輸入:mOOO+mOO1+m002;然后單擊【測(cè)量結(jié)果表示為弧
度】,取消對(duì)該選項(xiàng)的選擇;單擊【確定】按鈕得到測(cè)量結(jié)果。
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(7)最后關(guān)閉測(cè)量表達(dá)式對(duì)話框,結(jié)果如下圖所示:
【思考與練習(xí)】
如何測(cè)量三角形的外角和?同時(shí)實(shí)驗(yàn)探索或檢驗(yàn)三角形外角和的規(guī)律。
2.4三角形內(nèi)角和等于平角的直觀說明
我們可以通過將一個(gè)角平移、將另一個(gè)角旋轉(zhuǎn)直觀地說明了三角形內(nèi)角和等于平角的
道理,見下節(jié)的【思考與練習(xí)在這一節(jié)中,將通過同時(shí)兩個(gè)角旋轉(zhuǎn)來直觀說明。
(1)畫任意三角形A8C。
(2)作邊的中點(diǎn)CA邊的中點(diǎn)£、BC邊上的中點(diǎn)兒
(3)同時(shí)選擇點(diǎn)A、點(diǎn)8和點(diǎn)C,單擊【作圖】菜單下【點(diǎn)】子菜單中的【三角形的
內(nèi)心】命令,作出三角形ABC的內(nèi)心G。結(jié)果如下圖所示:
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A
BFC
下面要完成以點(diǎn)£為中心、以f為旋轉(zhuǎn)角,將NC旋轉(zhuǎn):
(4)右鍵單擊點(diǎn)E,在快捷菜單中單擊【指定旋轉(zhuǎn)或放縮中心】命令。此時(shí),該命令
的名稱變?yōu)椤灸壳罢谑褂玫男D(zhuǎn)或放縮中心為:EY
(5)在作圖區(qū)空白處單擊右鍵,在快捷菜單中單擊【指定旋轉(zhuǎn)角或放縮倍數(shù)參數(shù)…】
命令,在彈出的用戶輸入對(duì)話框中輸入:t,單擊【確定】按鈕完成。此時(shí),該命令的名稱
變?yōu)椤灸壳罢谑褂玫男D(zhuǎn)或放縮倍數(shù)參數(shù)為:A..]o
(6)同時(shí)選擇點(diǎn)C、點(diǎn)尸和點(diǎn)G,單擊鼠標(biāo)右鍵,在快捷菜單中單擊【旋轉(zhuǎn)幾何對(duì)象】
命令,結(jié)果作出點(diǎn)H、點(diǎn)/、點(diǎn)J。
(7)依次選擇點(diǎn)E、點(diǎn)〃、點(diǎn)/和點(diǎn)J,單擊鼠標(biāo)右鍵,在快捷菜單中單擊【多邊形】
命令,作出多邊形結(jié)果如下圖所示:
下面要完成以點(diǎn)。為中心、以“為旋轉(zhuǎn)角,將旋轉(zhuǎn):
(7)右鍵單擊點(diǎn)D,在快捷菜單中單擊【目前正在使用的旋轉(zhuǎn)或放縮中心為:£1命
令。此時(shí),該命令的名稱變?yōu)椤灸壳罢谑褂玫男D(zhuǎn)或放縮倍數(shù)參數(shù)為:D1
(8)在作圖區(qū)空白處單擊右鍵,在快捷菜單中單擊【目前正在使用的旋轉(zhuǎn)或放縮中心
為:〃命令,在彈出的用戶輸入對(duì)話框中將參數(shù)修改為:-3單擊【確定】按鈕完成。止匕時(shí),
該命令的名稱變?yōu)椤灸壳罢谑褂玫男D(zhuǎn)或放縮中心為:Y】。
(9)同時(shí)選擇點(diǎn)2、點(diǎn)產(chǎn)和點(diǎn)G,單擊鼠標(biāo)右鍵,在快捷菜單中單擊【旋轉(zhuǎn)幾何對(duì)象】
命令,結(jié)果作出點(diǎn)K、點(diǎn)、L、點(diǎn)、M。
(10)依次選擇點(diǎn)。、點(diǎn)K、點(diǎn)L和點(diǎn)單擊鼠標(biāo)右鍵,在快捷菜單中單擊【多邊形】
命令,作出多邊形0KL結(jié)果如下圖所示:
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(11)以點(diǎn)A、點(diǎn)。、點(diǎn)G和點(diǎn)E為頂點(diǎn),構(gòu)造一個(gè)多邊形。
(12)單擊多邊形的內(nèi)部,通過工具條中的【填充工具】為三個(gè)多邊形設(shè)置填充顏色。
下面增加一個(gè)控制參數(shù)t的動(dòng)畫按鈕:
(13)在作圖區(qū)空白處單擊右鍵,在快捷菜單中單擊【動(dòng)畫…】命令,在彈出的用戶輸
入對(duì)話框中輸入:t,單擊【確定】按鈕,彈出動(dòng)畫屬性對(duì)話框。
(14)如下圖所示,在動(dòng)畫屬性對(duì)話框中設(shè)置運(yùn)動(dòng)頻率為:300,設(shè)置參數(shù)范圍為:0
到pi,選擇運(yùn)動(dòng)類型為:一次運(yùn)動(dòng)。
動(dòng)畫I畫筆I埴充I漸變]文本I
動(dòng)畫:t[-5,5]類型
。重復(fù)運(yùn)動(dòng)
。往復(fù)運(yùn)動(dòng)
參數(shù)01次運(yùn)動(dòng)
300
動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)的頻率:口逆向運(yùn)動(dòng)
最小值U□等
參數(shù)范圍(t):
最大值
隱藏不需要顯示的對(duì)象:
(15)選擇點(diǎn)。、點(diǎn)£、點(diǎn)R點(diǎn)G、點(diǎn),點(diǎn)/、點(diǎn)人點(diǎn)K、點(diǎn)L、點(diǎn)M,在空白處
單擊右鍵,在快捷菜單中單擊【隱藏】命令。
單擊【動(dòng)畫:t[0,pi]]按鈕的主按鈕(左邊部分),和/C動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn),結(jié)果如下圖所
示:
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單擊【動(dòng)畫:t[0,pi]]按鈕的輔按鈕(中間部分),和/C動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn),結(jié)果如下圖所
示:
【思考與練習(xí)】
(1)將三角形通過如下圖所示變換,可以直觀說明三角形的面積等于底邊與高的乘積
的一半。請(qǐng)你在計(jì)算機(jī)上完成能動(dòng)態(tài)展示這一過程的實(shí)驗(yàn)。
(2)將梯形形通過如下圖所示變換,可以直觀說明梯形的面積等于上、下底邊之和與
高的乘積的一半。請(qǐng)你在計(jì)算機(jī)上完成能動(dòng)態(tài)展示這一過程的實(shí)驗(yàn)。
(3)放縮操作和旋轉(zhuǎn)操作的方法類似,請(qǐng)你動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)放縮對(duì)象的變換。
2.5勾股定理的直觀說明*
勾股定理是幾何中最著名的定理之一,也叫畢達(dá)格拉斯定理。據(jù)說畢達(dá)格拉斯發(fā)現(xiàn)這個(gè)
定理時(shí)認(rèn)為這是神賜予的,于是殺了100頭牛祭祀,大擺宴席。
到今天為止,證明勾股定理的方法有上百種之多。在本節(jié)中我們將通過計(jì)算機(jī)的動(dòng)態(tài)演
示直觀地說明勾股定理。
(1)在新建文檔中,隱藏坐標(biāo)系。
(2)光標(biāo)進(jìn)入畫圖狀態(tài),畫任意線段AB,如下圖所示,鼠標(biāo)單擊點(diǎn)B并按住向上拖
動(dòng),當(dāng)光標(biāo)右側(cè)出現(xiàn)“垂直”提示時(shí),松開鼠標(biāo),作出經(jīng)過點(diǎn)8與線段垂直的線段BC。
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闔
O----------------------0。4
ABAB
下面我們要做出分別以AB、BC、為一邊的三個(gè)正方形。而例如以AB為一邊的正方
形有兩個(gè),分別在48的上方和下方。在超級(jí)畫板中作正方形需要選擇兩個(gè)點(diǎn),而以兩個(gè)已
知點(diǎn)為頂點(diǎn)的正方形有兩個(gè)。那么所作出的正方形的位置與選擇的點(diǎn)的順序有關(guān):以選擇的
第一個(gè)點(diǎn)為中心,將第二個(gè)點(diǎn)按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的一側(cè)。具體操作步驟如下:
(3)依次選擇點(diǎn)C和點(diǎn)8,單擊【作圖】菜單下【常見多邊形】子菜單中的【正方形】
命令,結(jié)果如下圖所示。
£----------/
ABD
(4)依次選擇點(diǎn)A和點(diǎn)C,作出正方形。
(5)依次選擇點(diǎn)2和點(diǎn)A,作出正方形。結(jié)果如下圖所示:
下面我們要將正方形由分割成四部分。操作步驟如下:
(6)作出對(duì)角線4/的中點(diǎn)J。(若作圖過程中作出了對(duì)角線A/,則將其刪除即可)
(7)光標(biāo)進(jìn)入畫圖狀態(tài),如下圖所示,過點(diǎn)J作出與AC垂直且與我相交的線段JK。
當(dāng)然你的操作過程中,也可能是與AG平行且與小相交的情形,而結(jié)果是相同的。刪除線
段JK。
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(8)將點(diǎn)/指定為旋轉(zhuǎn)中心,設(shè)置旋轉(zhuǎn)角參數(shù)為:pi/2o
(9)將點(diǎn)K旋轉(zhuǎn)得到點(diǎn)L,將點(diǎn)心旋轉(zhuǎn)得到點(diǎn)將點(diǎn)M旋轉(zhuǎn)的到點(diǎn)N。
將正方形內(nèi)的四部分分別以不同的向量平移而出,操作步驟如下:
(10)作平面上的任意點(diǎn)P、點(diǎn)。、點(diǎn)R和點(diǎn)S。
(11)依次選擇點(diǎn)J和點(diǎn)P,單擊鼠標(biāo)右鍵,在快捷菜單中單擊【選定平移向量】命令。
此時(shí),該命令的名稱變?yōu)椤灸壳罢谑褂玫钠揭葡蛄繛椋?工選擇點(diǎn)K、點(diǎn)/和點(diǎn)心單
擊鼠標(biāo)右鍵,在快捷菜單中單擊【平移幾何對(duì)象】命令,得到點(diǎn)7、點(diǎn)U和點(diǎn)V。作出以點(diǎn)
尸、點(diǎn)7、點(diǎn)U和點(diǎn)V為頂點(diǎn)的多邊形,并將其內(nèi)部填充一種顏色。
(12)依次選擇點(diǎn)J和點(diǎn)。,單擊鼠標(biāo)右鍵,在快捷菜單中單擊【目前正在使用的平移
向量為:JP]命令。此時(shí),該命令的名稱變?yōu)椤灸壳罢谑褂玫钠揭葡蛄繛椋篔QY選擇點(diǎn)
乙、點(diǎn)2和點(diǎn)單擊鼠標(biāo)右鍵,在快捷菜單中單擊【平移幾何對(duì)象】命令,得到點(diǎn)W、點(diǎn)
X和點(diǎn)匕作出以點(diǎn)。、點(diǎn)W、點(diǎn)X和點(diǎn)¥為頂點(diǎn)的多邊形,,將其內(nèi)部填充一種顏色。
(13)以有向線段JR為平移向量,將點(diǎn)〃、點(diǎn)A和點(diǎn)N平移得到點(diǎn)Z、點(diǎn)4和點(diǎn)
作出以點(diǎn)R、點(diǎn)Z、點(diǎn)Ai和點(diǎn)氏為頂點(diǎn)的多邊形,并將其內(nèi)部填充。
(14)以有向線段JS為平移向量,將點(diǎn)N、點(diǎn)H和點(diǎn)L平移得到點(diǎn)Ci、功和點(diǎn)燈,
作出以點(diǎn)S、點(diǎn)Ci、5和點(diǎn)4為頂點(diǎn)的多邊形,并將其內(nèi)部填充。結(jié)果可參照下圖中的部
分。
下面將正方形按照指定的向量平移而出,操作步驟如下:
(15)作出線段CD的中點(diǎn)B,作出線段4尸的中點(diǎn)Gi。(若作圖過程中作出了正方形
的對(duì)角線,則將其刪除即可)
(16)在平面上任意取一點(diǎn)Hi。
(17)以有向線段/為平移向量,將點(diǎn)C、點(diǎn)B、點(diǎn)。和點(diǎn)E平移得到點(diǎn)/八人
扁和點(diǎn)心,作出以點(diǎn)八、J1、&和點(diǎn)匕為頂點(diǎn)的多邊形,將其內(nèi)部填充并增加其內(nèi)部的透
明度。結(jié)果如下圖所示:
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下面作出兩個(gè)直角邊對(duì)應(yīng)的正方形內(nèi)部剪切、平移到斜邊對(duì)應(yīng)的正方形內(nèi)部的動(dòng)畫按
鈕。操作步驟如下:
(18)依次選擇點(diǎn)尸和點(diǎn)G,單擊鼠標(biāo)右鍵,在快捷菜單中單擊【動(dòng)畫…】命令,在彈
出的動(dòng)畫屬性對(duì)話框中單擊【確定】按鈕完成,作出點(diǎn)尸移動(dòng)到點(diǎn)G的動(dòng)畫按鈕。
(19)重復(fù)類似操作,作出點(diǎn)。移動(dòng)到點(diǎn)A的動(dòng)畫按鈕,作出點(diǎn)R移動(dòng)到點(diǎn)C的動(dòng)畫
按鈕,作出點(diǎn)S移動(dòng)到點(diǎn)產(chǎn)的動(dòng)畫按鈕,作出點(diǎn)閉移動(dòng)到點(diǎn)Gi的動(dòng)畫按鈕。如下圖所示:
動(dòng)畫:P運(yùn)動(dòng)到G動(dòng)畫:Q運(yùn)動(dòng)到A動(dòng)畫:R運(yùn)動(dòng)到C
動(dòng)畫:S運(yùn)動(dòng)到F動(dòng)畫:Hi運(yùn)動(dòng)到Gi
(20)同時(shí)選擇這5個(gè)動(dòng)畫按鈕,單擊【課件】菜單中的【動(dòng)畫并行運(yùn)動(dòng)按鈕】命令,
在彈出的動(dòng)畫屬性對(duì)話框中,單擊【文本】選項(xiàng)卡,設(shè)置按鈕的名稱為:剪拼,單擊【確定】
按鈕完成,作出按鈕【剪拼
對(duì)象的屆性
動(dòng)畫畫筆|埴充|漸變文本
翦拼
下面作出還原按鈕。操作步驟如下:
(21)作出點(diǎn)尸移動(dòng)到點(diǎn)J的動(dòng)畫按鈕,作出點(diǎn)。移動(dòng)到點(diǎn)/的動(dòng)畫按鈕,作出點(diǎn)R
移動(dòng)到點(diǎn)J的動(dòng)畫按鈕,作出點(diǎn)S移動(dòng)到點(diǎn)J的動(dòng)畫按鈕,作出點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B的動(dòng)畫按
鈕。
(22)同時(shí)選擇這5個(gè)動(dòng)畫按鈕,單擊【課件】菜單中的【動(dòng)畫并行運(yùn)動(dòng)按鈕】命令,
在彈出的動(dòng)畫屬性對(duì)話框中,單擊【文本】選項(xiàng)卡,設(shè)置按鈕的名稱為:還原,單擊【確定】
按鈕完成,作出按鈕【還原】。
23
Z+Z智能教育平臺(tái)《超級(jí)畫板》廣州地區(qū)綜合應(yīng)用項(xiàng)目
下面對(duì)作圖區(qū)中不需要顯示的對(duì)象隱藏,具體如下:
(23)將【剪拼】和【還原】之外的其他10個(gè)動(dòng)畫按鈕隱藏。
(24)將點(diǎn)A、點(diǎn)8和點(diǎn)C之外的其他所有點(diǎn)隱藏。
到現(xiàn)在整個(gè)內(nèi)容就制作完畢,單擊【剪拼】按鈕,結(jié)果如左下圖所示;單擊【還原】按
鈕,結(jié)果如右下圖所示。
【思考與練習(xí)】
(1)在上一節(jié)中我們通過旋轉(zhuǎn)的方式直觀地說明了三角形內(nèi)角和為平角。我們還可以
將角A旋轉(zhuǎn)到角C的位置,然后將角B平移到角C的位置,同樣能直觀地說明三角形內(nèi)角
和為平角這個(gè)問題。請(qǐng)你動(dòng)手完成它的直觀展示過程。
(2)過去直接進(jìn)入證明缺少發(fā)現(xiàn)的過程,因此幾何定理仿佛是從天上掉下來的。新課
程改革中則強(qiáng)調(diào)先從直觀發(fā)現(xiàn)圖形性質(zhì),積累了一定知識(shí)之后再進(jìn)入邏輯論證。這時(shí)出現(xiàn)了
一個(gè)新的問題:既然我們發(fā)現(xiàn)了圖形的性質(zhì),為什么還要進(jìn)行推理證明呢?似乎沒有這個(gè)必
要!怎么讓學(xué)生感到不能光憑直覺研究圖形性質(zhì)?請(qǐng)你動(dòng)手制作了下面的內(nèi)容,將左邊的圖
形剪開平移重新組合后得到了右邊的圖形。并增加一個(gè)標(biāo)題:怎么少了一塊?
Z
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