另一个流行的三角恒等式:面积几何图解

另一个流行的三角恒等式:面积几何图解
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2021-09-09 09:48
① 本范例通过面积分割与几何构造,直观演示一个流行的三角恒等式,将代数恒等式转化为可视化的面积关系。② 核心数学概念涉及三角函数(正弦、余弦、正切)、三角恒等式、几何面积、以及函数图像与直线、割线等元素。③ 作图要点:从构造摘要可见,使用了点、交点、多边形、缩放、线段、向量、平移、旋转、直线、射线、圆、垂线、角等GeoGebra命令,并创建了多个辅助对象(如h, f, A, p, eq1, B, C, q, D, eq2, E, q1, a, e, d, c, b, g, F, G, H, I, q2, h_1, g_1, f_1, i, j, A', k, C', u, A'_1, A'', k', A'_2, l, B', m, D'),通过动态几何展示恒等式两侧面积相等。④ 适合高中或大学低年级的三角学、几何与微积分入门教学,也可用于教师制作交互式课件,帮助学生理解三角恒等式的几何本质。

GeoGebra 命令及参数

  1. Point(Segment[(0, 0), (π / 2, 0)]) → A
  2. Intersect(f, eq1, (0.8228536275037948, 0.6801320145437539)) → B
  3. Intersect(h, eq1, (0.8228536275037948, 1.0778637671534934)) → C
  4. Intersect(xAxis, eq2) → E
  5. Polygon(A, E, D, C) → q1, a, e, d, c
  6. Intersect(p, eq1, (0.8228536275037948, -1.2669103446421748)) → F
  7. Intersect(eq1, g) → G
  8. Polygon(H, G, F, I) → q2, h_1, g_1, f_1, i
  9. Dilate(A, If[0 < j ≤ 1, 1 - j, 0], C) → A'
  10. Segment(A, A') → k
  11. Dilate(C, If[2 < j ≤ 3, 3 - j, 0], D) → C'
  12. Vector(C, C') → u
  13. Translate(A, u) → A'_{1}
  14. Translate(A', u) → A''
  15. Segment(A'_{1}, A'') → k'
  16. Dilate(A, If[3 < j ≤ 4, 4 - j, 0], B) → A'_{2}
  17. Segment(A, A'_{2}) → l
  18. Rotate(B, If[5 < j ≤ 6, ((-(j - 5)) * π / 2), ((-π)) / 2], A) → B'
  19. Segment(A, B') → m
  20. Dilate(D, If[6 < j ≤ 7, 7 - j, 0], C) → D'
  21. Vector(D, D') → v
  22. Translate(A'_{1}, v) → J
  23. Translate(A'', v) → A'''
  24. Segment(J, A''') → k''
  25. Dilate(A, If[7 < j ≤ 8, 8 - j, 0], C) → A'_{3}
  26. Vector(A, A'_{3}) → w
  27. Translate(A, w) → A'_{4}
  28. Translate(B', w) → B''
  29. Segment(A'_{4}, B'') → m'
  30. Polygon(A, E, D, C) → q3, a_1, e_1, d_1, c_1
  31. Intersect(h, yAxis, (0, 0)) → K
  32. Line(A, C) → n
  33. Ray(K, A) → r
  34. Ray(M, G) → s
  35. Dilate(G, If[9 < j ≤ 10, 10 - j, 0], F) → G'
  36. Segment(G, G') → t
  37. Dilate(K, If[11 < j ≤ 12, 12 - j, 0], L) → K'
  38. Segment(K, K') → i_1
  39. Dilate(K, If[13 < j ≤ 14, 14 - j, 0], F) → K'_{1}
  40. Vector(K, K'_{1}) → u_1
  41. Translate(K, u_1) → K'_{2}
  42. Translate(K', u_1) → K''
  43. Segment(K'_{2}, K'') → j_1
  44. Rotate(K'_{2}, If[14 < j ≤ 15, ((-(j - 14)) * π / 2), ((-π)) / 2], F) → N
  45. Rotate(K'', If[14 < j ≤ 15, ((-(j - 14)) * π / 2), ((-π)) / 2], F) → K'''
  46. Segment(N, K''') → k_1
  47. Dilate(I, If[15 < j ≤ 16, 16 - j, 0], H) → I'
  48. Vector(I, I') → v_1
  49. Translate(N, v_1) → N'
  50. Translate(K''', v_1) → O
  51. Segment(N', O) → l_1
  52. Dilate(F, If[16 < j ≤ 17, 17 - j, 0], I) → F'
  53. Vector(F, F') → w_1
  54. Translate(G, w_1) → G'_{1}
  55. Translate(G', w_1) → G''
  56. Segment(G'_{1}, G'') → t'
  57. Circle(D, 1) → p_1
  58. Intersect(p_1, n, 1) → P
  59. Dilate(C, If[19 < j ≤ 20, 20 - j, 0], P) → C'_{1}
  60. Vector(C, C'_{1}) → b_1
  61. Translate(C, b_1) → C'_{2}
  62. Translate(A, b_1) → A'_{5}
  63. Polygon(D, C'_{1}, A'_{5}, E) → q4, d_2, c'_{1}, a'_{5}, e_2
  64. Line(A'_{5}, E) → m_1
  65. OrthogonalLine(D, m_1) → n_1
  66. Intersect(m_1, n_1) → Q
  67. Line(P, D) → q_1
  68. Dilate(E, If[21 < j ≤ 22, 22 - j, 0], Q) → E'
  69. Vector(E, E') → r_1
  70. Translate(A'_{5}, r_1) → R
  71. Polygon(E', D, P, R) → q5, e', d_3, p_2, r_2
  72. Line(P, k_1) → s_1
  73. Point(s_1) → S
  74. Line(P, n_1) → t_1
  75. Point(t_1) → T
  76. Angle(A, P, T) → α
  77. Dilate(P, If[23 < j ≤ 24, 24 - j, 0], F) → P'
  78. Vector(P, P') → u_2
  79. Translate(E', u_2) → E''
  80. Translate(D, u_2) → D'_{1}
  81. Translate(P, u_2) → P'_{1}
  82. Translate(R, u_2) → R'
  83. Polygon(E'', D'_{1}, P'_{1}, R') → q5', e'', d'_{1}, p'_{1}, r'
  84. Rotate(E'', If[23 < j ≤ 24, ((-(j - 23)) * α), (-α)], P'_{1}) → E'''
  85. Rotate(D'_{1}, If[23 < j ≤ 24, ((-(j - 23)) * α), (-α)], P'_{1}) → U
  86. Rotate(P'_{1}, If[23 < j ≤ 24, ((-(j - 23)) * α), (-α)], P'_{1}) → V
  87. Rotate(R', If[23 < j ≤ 24, ((-(j - 23)) * α), (-α)], P'_{1}) → R''
  88. Polygon(E''', U, V, R'') → q5'', e''', u_3, v_2, r''
  89. Segment(K, A) → f_2
  90. Segment(M, W) → g_2

AI 绘图提示语参考

该图形展示一个三角恒等式通过面积相等来证明的几何构造。图中包含点A、E、D、C等关键点,以及由这些点构成的多边形q1和q2。图形通过缩放、移动和旋转操作,生成对称的辅助图形,体现面积相等的原理。整体设计清晰展示三角函数与几何面积之间的关系,适合用于教学演示。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。