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【中图分类号】G63.23 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2013)9-0-01
在高中数学必修2第一章复习参考题中,B组第3题,“你见过如图所示的纸篓吗(图1)?仔细观察它的几何结构,可以发现,它可以由多条直线围成,你知道它是怎么形成的吗?”关于紙篓的形成,学生是观察不出来的。传统教学中,教师告诉学生:“纸篓是由正方体的面对角线旋转形成的”,然后用一根粉笔当作正方体的面对角线,旋转一周,帮助学生理解。利用几何画板,旋转正方体,可以让学生直观感受到纸篓的形成过程,加深学生的理解。本文重点介绍如何旋转正方体,进一步形成纸篓。
一、作平面图形正方形
单击“绘图”菜单中的“定义坐标系”。单击文字工具,小手放到原点处,当小手变黑时,双击鼠标左键,标签输入O,单击”确定”。用同样方法将数轴分别标为x、y。单击圆工具,箭头放到点O处单击,控制圆大小的点放到x轴上单击,将控制圆大小的点标为E。选中点E,单击“显示”菜单中的“隐藏点”。单击点工具,点放到圆上单击,将得到的点标为A。点A是圆上任意一点。点A的旋转,控制正方形的旋转,进一步控制水平放置的正方形的旋转、正方体的旋转。选中点O,单击“变换”菜单中的“标记中心”。选中点A,单击“变换”菜单中的“旋转”,输入“90”,单击“旋转”,将旋转后的点标为B。用同样方法,点B逆时针方向旋转90°得到点C,点C逆时针方向旋转90°得到点D。连接AB、BC、CD、DA。
二、作水平放置的正方形
选中点A、x轴,单击“构造”菜单中的“垂线”。箭头放到垂线与x轴的交点处,当箭头变为横向箭头时,单击,得到垂线与x轴的交点,将交点标为F。将点F设置为中心。选中点A,单击“变换”菜单中的“缩放”,系统默认缩放1/2,单击“缩放”。将缩放后的点标为G。选中点G,单击“变换”菜单中的“旋转”,输入”-45”,单击“旋转”,将旋转后的点标为A1。依次选中点A、A1,单击“变换”菜单中的“创建自定义变换”,输入“斜二测画法”,单击“确定”。隐藏圆,x轴垂线,点F、G。选中点B、C、D,单击“变换”菜单中的“斜二测画法”,将得到的点分别标为B1、C1、D1。选中线段AB、BC、CD、DA,单击“变换”菜单中的“斜二测画法”。
三、作正方体
选中点O、线段AB,单击“变换”菜单中的“以圆心和半径绘圆”。构造圆与y轴正半轴的交点,标为O′。隐藏圆,线段AB、BC、CD、DA,点B、C、D。依次选中点O、O′,单击“变换”菜单中的“标记向量”。选中点A1、B1、C1、D1,单击“变换”菜单中的“平移”,单击“平移”,平移后的点分别标为A2、B2、C2、D2。连接A2B2、B2C2、C2D2、D2A2、A1A2、B1B2、C1C2、D1D2。隐藏点O′,x轴,y轴。
四、完成旋转体纸篓
连接A2B1,构造正方体的一条面对角线。依次选中点A、A2,单击“构造”菜单中的“轨迹”。依次选中点A、B1,单击“构造”菜单中的“轨迹”。选中线段A2B1,单击“显示”菜单中的“追踪线段”。将线段A2B1设置成比较淡的颜色。作射线OB1。隐藏点B1。选中射线OB1、点B1的轨迹,单击“构造”菜单中的“交点”,将交点标为B1′。连接A2B1′,单击“显示”菜单中的“线型”、“粗线”。将线段A2B1′设置成较深的颜色。隐藏射线OB1、点O。选中点A,单击“编辑”菜单中的“操作类按钮”、“动画”,速度选“慢速”,方向选“顺时针方向”,单击“确定”,得到控制点A旋转的按钮。隐藏点A。选中所有点,单击“显示”菜单中的“隐藏标签”。单击“动画点”按钮,旋转点A,相应地正方体旋转,正方体的一条面对角线旋转形成纸篓(图2)。
在高中数学必修2第一章复习参考题中,B组第3题,“你见过如图所示的纸篓吗(图1)?仔细观察它的几何结构,可以发现,它可以由多条直线围成,你知道它是怎么形成的吗?”关于紙篓的形成,学生是观察不出来的。传统教学中,教师告诉学生:“纸篓是由正方体的面对角线旋转形成的”,然后用一根粉笔当作正方体的面对角线,旋转一周,帮助学生理解。利用几何画板,旋转正方体,可以让学生直观感受到纸篓的形成过程,加深学生的理解。本文重点介绍如何旋转正方体,进一步形成纸篓。
一、作平面图形正方形
单击“绘图”菜单中的“定义坐标系”。单击文字工具,小手放到原点处,当小手变黑时,双击鼠标左键,标签输入O,单击”确定”。用同样方法将数轴分别标为x、y。单击圆工具,箭头放到点O处单击,控制圆大小的点放到x轴上单击,将控制圆大小的点标为E。选中点E,单击“显示”菜单中的“隐藏点”。单击点工具,点放到圆上单击,将得到的点标为A。点A是圆上任意一点。点A的旋转,控制正方形的旋转,进一步控制水平放置的正方形的旋转、正方体的旋转。选中点O,单击“变换”菜单中的“标记中心”。选中点A,单击“变换”菜单中的“旋转”,输入“90”,单击“旋转”,将旋转后的点标为B。用同样方法,点B逆时针方向旋转90°得到点C,点C逆时针方向旋转90°得到点D。连接AB、BC、CD、DA。
二、作水平放置的正方形
选中点A、x轴,单击“构造”菜单中的“垂线”。箭头放到垂线与x轴的交点处,当箭头变为横向箭头时,单击,得到垂线与x轴的交点,将交点标为F。将点F设置为中心。选中点A,单击“变换”菜单中的“缩放”,系统默认缩放1/2,单击“缩放”。将缩放后的点标为G。选中点G,单击“变换”菜单中的“旋转”,输入”-45”,单击“旋转”,将旋转后的点标为A1。依次选中点A、A1,单击“变换”菜单中的“创建自定义变换”,输入“斜二测画法”,单击“确定”。隐藏圆,x轴垂线,点F、G。选中点B、C、D,单击“变换”菜单中的“斜二测画法”,将得到的点分别标为B1、C1、D1。选中线段AB、BC、CD、DA,单击“变换”菜单中的“斜二测画法”。
三、作正方体
选中点O、线段AB,单击“变换”菜单中的“以圆心和半径绘圆”。构造圆与y轴正半轴的交点,标为O′。隐藏圆,线段AB、BC、CD、DA,点B、C、D。依次选中点O、O′,单击“变换”菜单中的“标记向量”。选中点A1、B1、C1、D1,单击“变换”菜单中的“平移”,单击“平移”,平移后的点分别标为A2、B2、C2、D2。连接A2B2、B2C2、C2D2、D2A2、A1A2、B1B2、C1C2、D1D2。隐藏点O′,x轴,y轴。
四、完成旋转体纸篓
连接A2B1,构造正方体的一条面对角线。依次选中点A、A2,单击“构造”菜单中的“轨迹”。依次选中点A、B1,单击“构造”菜单中的“轨迹”。选中线段A2B1,单击“显示”菜单中的“追踪线段”。将线段A2B1设置成比较淡的颜色。作射线OB1。隐藏点B1。选中射线OB1、点B1的轨迹,单击“构造”菜单中的“交点”,将交点标为B1′。连接A2B1′,单击“显示”菜单中的“线型”、“粗线”。将线段A2B1′设置成较深的颜色。隐藏射线OB1、点O。选中点A,单击“编辑”菜单中的“操作类按钮”、“动画”,速度选“慢速”,方向选“顺时针方向”,单击“确定”,得到控制点A旋转的按钮。隐藏点A。选中所有点,单击“显示”菜单中的“隐藏标签”。单击“动画点”按钮,旋转点A,相应地正方体旋转,正方体的一条面对角线旋转形成纸篓(图2)。