几何画板使用方法与技巧 深度迭代和参数颜色功能_图文.ppt.ppt
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《几何画板》新版中的迭代与带参数的迭代应用一、教学目标:知识与技能:理解几何画板中的迭代(Iterate)与带参数的迭代(Iterate To D epth)功能;过程与方法:通过构造分形图形、构造正多边形;构造ICME-7会徽、构造动态勾股定理、构造谢宾斯基三角形、定积分意义的动态演示、构造正弦线等实例,充分理解【变换】菜单下的【迭代】(带参数的迭代)功能。
情感、态度与价值观:培养对几何图形的审美意识和不断追求完美的精神,增强对数学前沿知识的追求意识。
二、教学过程:1.构造分形图案自然界中有许多物体和现象常是它们自身的多次重复,局部与它的整体以某种方式相似。
例如任意一棵大树上的一棵小树枝,它的形状与大树本身相似,这称为自相似性。
还有如海岸线、浮云的边界、波浪起伏的海面、流体的湍流、刚体内的裂缝、山地轮廓等,被经典几何学称为“病态”的被当作个别特例的不规则集被普遍地称为分形。
但这些不光滑曲线或曲面有时比传统几何图形能更好地描述许多自然现象。
1975年,美国的曼德布罗特(B.Manedlbrot)创立了分形几何学用以描述这类曲线,20世纪80年代中期分形几何学得以迅速发展,而今已成为本世纪各个领域中专家学者所注目的前沿焦点学科之一。
新版的《几何画板》中【变换】→迭代(或带参数的迭代)可以制作一些简单的分形图案。
下面就以几何画板4.04(或4.05)来辅于说明。
例1:制作Koch曲线(源文件)(1)画线段AB,以A为中心,缩放点B(固定比为13),得到'B,把它改为C,再以B为中心,缩放点A,得到'A,把它改为D,隐藏线段AB;(2)双击C点(标记中心),选择点D,旋转60°,得到点E;(3)连接线段AC、CE、ED;(4)【图表】→[新建参数]t,把它的值该为2;(5)依次选择点A、B,t,按Shift键,,选择【变换】→[带参数的迭代],弹出对话框如图1图1(6)依次选择A、C,按Ctrl+A,增加一列(对应点),依次选择C、E,再按Ctrl+A,又增加一列(对应点),依次选择E、D,再按Ctrl+A,又增加一列(对应点),依次选择D、B,选择“显示”中的最终迭代,如图2所示,单击“迭代”;图2(7)选择参数t,按键盘上的“-”、“+”可以得到不同迭代次数下的Koch曲线。
《几何画板》新版中的迭代与带参数的迭代应用一、教学目标:知识与技能:理解几何画板中的迭代(Iterate)与带参数的迭代(Iterate To D epth)功能;过程与方法:通过构造分形图形、构造正多边形;构造ICME-7会徽、构造动态勾股定理、构造谢宾斯基三角形、定积分意义的动态演示、构造正弦线等实例,充分理解【变换】菜单下的【迭代】(带参数的迭代)功能。
情感、态度与价值观:培养对几何图形的审美意识和不断追求完美的精神,增强对数学前沿知识的追求意识。
二、教学过程:1.构造分形图案自然界中有许多物体和现象常是它们自身的多次重复,局部与它的整体以某种方式相似。
例如任意一棵大树上的一棵小树枝,它的形状与大树本身相似,这称为自相似性。
还有如海岸线、浮云的边界、波浪起伏的海面、流体的湍流、刚体内的裂缝、山地轮廓等,被经典几何学称为“病态”的被当作个别特例的不规则集被普遍地称为分形。
但这些不光滑曲线或曲面有时比传统几何图形能更好地描述许多自然现象。
1975年,美国的曼德布罗特(B.Manedlbrot)创立了分形几何学用以描述这类曲线,20世纪80年代中期分形几何学得以迅速发展,而今已成为本世纪各个领域中专家学者所注目的前沿焦点学科之一。
新版的《几何画板》中【变换】→迭代(或带参数的迭代)可以制作一些简单的分形图案。
下面就以几何画板4.04(或4.05)来辅于说明。
例1:制作Koch曲线(源文件)(1)画线段AB,以A为中心,缩放点B(固定比为13),得到'B,把它改为C,再以B为中心,缩放点A,得到'A,把它改为D,隐藏线段AB;(2)双击C点(标记中心),选择点D,旋转60°,得到点E;(3)连接线段AC、CE、ED;(4)【图表】→[新建参数]t,把它的值该为2;(5)依次选择点A、B,t,按Shift键,,选择【变换】→[带参数的迭代],弹出对话框如图1图1(6)依次选择A、C,按Ctrl+A,增加一列(对应点),依次选择C、E,再按Ctrl+A,又增加一列(对应点),依次选择E、D,再按Ctrl+A,又增加一列(对应点),依次选择D、B,选择“显示”中的最终迭代,如图2所示,单击“迭代”;图2(7)选择参数t,按键盘上的“-”、“+”可以得到不同迭代次数下的Koch曲线。
如何用好几何画板的深度迭代第一章:迭代的概念和操作迭代是几何画板中一个很有趣的功能,它相当于程序设计的递归算法。
通俗的讲就是用自身的结构来描述自身。
最典型的例子就是对阶乘运算可看作一下的定义:!(1)!(1)!(1)(2)!n n n n n n =⨯--=-⨯- 。
递归算法的特点是书写简单,容易理解,但是运算消耗内存较大。
我们先来了解下面这几个最基本的概念。
迭代:按一定的迭代规则,从原象到初象的反复映射过程。
原象:产生迭代序列的初始对象,通常称为“种子”。
初象:原象经过一系列变换操作而得到的象。
与原象是相对概念。
更具体一点,在代数学中,如计算数列1,3,5,7,9......的第n 项。
我们知道12n n a a -=+,所以迭代的规则就是后一项等于前一项加2。
以1作为原像,3作为初像,迭代一次后得到5,再迭代一次得到7,如此下去得到以下数值序列7 , 9,11, 13, 15......如图1.1所示。
在几何学中,迭代使一组对象产生一组新的对象。
图1.2中A 、B 、C 、D 、E 、F 、G ,各点相距1cm ,那么怎么由A 点和B 点得到其它各点呢?我们可以发现其中的规律就是从左到右,每一个点相当于前面一个点向右平移了1cm 。
所以我们以A 点作为原像,B 点作为初像,迭代一次得到B 点,二次为C 点,以此类推。
所以,迭代像就是迭代操作产生的象的序列,而迭代深度是指迭代的次数。
那么下面我们通过例子来进一步地了解迭代以及相关的概念。
几何画板中迭代的控制方式分为两种,一种是没有参数的迭代,另一种是带参数的迭代,我们称为深度迭代。
两者没有本质的不同,但前者需要手动改变迭代的深度,后者可通过修改参数的值来改变迭代深度。
我们先通过画圆的正n 边形这个例子来看一下它们的区别。
【例1】画圆的内接正7边形。
【分析】由正7边形的特征,我们知道,每一个点都相当于前面的点逆时,抓住这个规律,我们可以用迭代功能来解决。