3.2 瓷砖拼贴:向量平移与对称变换的几何探究

3.2 瓷砖拼贴:向量平移与对称变换的几何探究
几何画板及绘图内容加载中,请稍等……
2023-03-22 20:45
所属专题 geometriadinamica.es
① 本范例通过一系列向量平移、对称和旋转操作,展示如何用基本几何元素(点、线段、三角形、矩形)构造出类似瓷砖拼贴的重复图案,直观呈现二维平面上的变换组合效果。② 核心数学概念包括二维向量、平移、轴对称、旋转、中点、垂线以及三角形与矩形的性质,同时涉及角度和三角关系的应用。③ 作图要点:使用GeoGebra命令如Line(直线)、Circle(圆)、Intersect(交点)、Polygon(多边形)、Point(点)、Vector(向量)、Translate(平移)、Midpoint(中点)、Segment(线段)、Mirror(镜像)、OrthogonalLine(垂线)、Rotate(旋转)和Angle(角),并创建多个对象(如A、B、C、poly1、u、A'、C'、D'、E'等)以完成多级变换。④ 适合中学几何或向量教学,用于帮助学生理解变换的合成、对称性以及如何通过构造命令实现图案设计,也可作为数学与艺术结合的拓展活动。

GeoGebra 命令及参数

  1. Line(A, B) → b
  2. Circle(A, a) → c
  3. Intersect(c, b, 2) → C
  4. Polygon(A, C, 4) → poly1, d, e, f, g, D, E
  5. Point(b) → F
  6. Vector(A, F) → u
  7. Translate(A, u) → A'
  8. Translate(C, u) → C'
  9. Translate(D, u) → D'
  10. Translate(E, u) → E'
  11. Polygon(A', C', D', E') → poly1', a', c', d', e'
  12. Translate(A', u) → A''
  13. Translate(C', u) → C''
  14. Translate(D', u) → D''
  15. Translate(E', u) → E''
  16. Polygon(A'', C'', D'', E'') → poly1'', a'', c'', d'', e''
  17. Translate(A'', u) → A'''
  18. Translate(C'', u) → C'''
  19. Translate(D'', u) → D'''
  20. Translate(E'', u) → E'''
  21. Translate(A''', u) → G
  22. Translate(C''', u) → H
  23. Translate(D''', u) → I
  24. Translate(E''', u) → J
  25. Translate(G, u) → G'
  26. Translate(H, u) → H'
  27. Translate(I, u) → I'
  28. Translate(J, u) → J'
  29. Point(e') → S
  30. Point(d'') → T
  31. Point(e'') → U
  32. Vector(A, L_1) → v_1
  33. Translate(A, v_1) → A'_1
  34. Translate(C, v_1) → C'_1
  35. Translate(D, v_1) → D'_1
  36. Translate(E, v_1) → E'_1
  37. Polygon(A'_1, C'_1, D'_1, E'_1) → poly1'_1, a'_1, c'_1, d'_1, e'_1
  38. Translate(A', v_1) → A''_1
  39. Translate(C', v_1) → C''_1
  40. Translate(D', v_1) → D''_1
  41. Translate(E', v_1) → E''_1
  42. Polygon(A''_1, C''_1, D''_1, E''_1) → poly1''_1, a''_1, c''_1, d''_1, e''_1
  43. Midpoint(e'_1) → M_1
  44. Midpoint(c'_1) → N_1
  45. Midpoint(d'_1) → O_1
  46. Midpoint(a'_1) → P_1
  47. Midpoint(O_1, P_1) → Q_1
  48. Segment(M_1, Q_1) → d_1
  49. Point(d_1) → R_1
  50. Midpoint(e''_1) → S_1
  51. Midpoint(d''_1) → T_1
  52. Midpoint(a''_1) → U_1
  53. Midpoint(T_1, U_1) → V_1
  54. Mirror(R_1, Q_1) → Z_1
  55. Polygon(O_1, R_1, P_1, Z_1) → poly10, o_1, r_1, p_1, z_1
  56. Segment(C, E) → q_1
  57. Segment(A, D) → s_1
  58. Segment(A'', D'') → b_2
  59. Segment(P_1, O_1) → c_2
  60. Segment(A''_1, D''_1) → d_2
  61. Segment(E''_1, C''_1) → e_2
  62. Segment(M_1, N_1) → f_2
  63. Midpoint(f) → K
  64. Midpoint(g) → M
  65. Midpoint(d) → N
  66. Midpoint(e) → O
  67. Polygon(K, M, N, O) → poly3, k, m, n, o
  68. Midpoint(d') → P
  69. Midpoint(a') → R
  70. OrthogonalLine(S, e') → p
  71. OrthogonalLine(T, b_2) → q
  72. OrthogonalLine(U, b_2) → r
  73. Intersect(c', p) → Q
  74. Intersect(a'', r) → V
  75. Intersect(q, c'') → W
  76. Polygon(S, P, Q, R) → poly4, s, p_2, q_2, r_2
  77. Polygon(U, T, W, V) → poly5, u_1, t, w, v
  78. Segment(V_1, E''_1) → c_1
  79. Segment(P, R) → e_1
  80. Segment(K, N) → l_1
  81. Segment(O, M) → m_1
  82. Vector(A, B_2) → n_1
  83. Translate(A, n_1) → A'_2
  84. Translate(C, n_1) → C'_2
  85. Translate(D, n_1) → D'_2
  86. Translate(E, n_1) → E'_2
  87. Polygon(A'_2, C'_2, D'_2, E'_2) → poly1'_2, a'_2, c'_2, d'_2, e'_2
  88. Translate(A', n_1) → A''_2
  89. Translate(C', n_1) → C''_2
  90. Translate(D', n_1) → D''_2
  91. Translate(E', n_1) → E''_2
  92. Polygon(A''_2, C''_2, D''_2, E''_2) → poly1''_2, a''_3, c''_2, d''_3, e''_2
  93. Translate(A'', n_1) → A'''_1
  94. Translate(C'', n_1) → C'''_1
  95. Translate(D'', n_1) → D'''_1
  96. Translate(E'', n_1) → E'''_1
  97. Polygon(A'''_1, C'''_1, D'''_1, E'''_1) → poly1'''_1, a'''_1, c'''_1, d'''_1, e'''_1
  98. Point(d'_2) → D_2
  99. Point(e'_2) → H_2
  100. Midpoint(E'_2, C'_2) → I_2
  101. Midpoint(E''_2, C''_2) → J_2
  102. Point(d''_3) → K_2
  103. Point(d'''_1) → L_2
  104. Point(e'''_1) → M_2
  105. Point(a'''_1) → N_2
  106. Point(c'''_1) → P_2
  107. Mirror(D_2, I_2) → O_2
  108. Mirror(H_2, I_2) → Q_2
  109. Rotate(K_2, 90°, J_2) → R_2
  110. Mirror(K_2, J_2) → S_2
  111. Polygon(D_2, H_2, O_2, Q_2) → poly11, d_3, h_2, o_2, q_3
  112. Mirror(R_2, J_2) → T_2
  113. Polygon(K_2, R_2, S_2, T_2) → poly12, k_2, r_3, s_2, t_2
  114. Polygon(L_2, M_2, N_2, P_2) → poly13, l_2, m_2, n_2, p_3
  115. Angle(Q_2, I_2, H_2) → γ
  116. Angle(T_2, J_2, K_2) → δ
  117. Point(d''_1) → L
  118. Mirror(L, d_2) → L'
  119. Mirror(L, e_2) → L'_1
  120. Mirror(L', e_2) → L''
  121. Polygon(L, L', L'', L'_1) → poly2, l, l', l'', l'_1
  122. Angle(D''_1, V_1, A''_1) → α
  123. Intersect(l_1, m_1) → Z
  124. Angle(O, Z, K) → β
  125. Angle(Z_1, Q_1, R_1) → ε

AI 绘图提示语参考

绘制一个由三角形和矩形组成的图案,通过平移、反射和旋转等变换生成。首先在平面上创建一个三角形和一个矩形,然后通过平移这些基本形状生成一系列重复的图案。接着,使用反射和旋转进一步变换这些图案,形成一个复杂的对称图案。最后,通过平移和旋转生成多个重复的图案,形成一个完整的图案集合。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。