圆锥曲面面积演示 by Anthony OR 柯志明

圆锥曲面面积演示 by Anthony OR 柯志明
几何画板及绘图内容加载中,请稍等……
2014-12-05 15:25
①本范例演示如何将圆锥的曲面展开成一个扇形,并进一步分解重组以验证其面积为πrl;②涉及核心数学概念包括曲面面积、圆锥几何、勾股定理、三角函数;③作图要点运用了Point, If, Sequence, CircleArc, Segment, Midpoint, Circle, Intersect, Rotate, Surface, CircumcircleArc, Vector, Angle等GeoGebra命令与对象;④适合高中数学教学及几何深入学习。

GeoGebra 命令及参数

  1. Point(CircleArc[(0, 1), (1, 1), (0, 0)]) → Q
  2. If(y(Q) > 0, CircleArc[(0, 1), (0, 0), Q], 6.283185307179586) → s
  3. If(y(Q) > 0, Angle[(0, 0), (0, 1), Q], 6.283185307179586) → α'
  4. Sequence((sin((i * θ)), 1 - cos((i * θ))), i, 0, (2 * n)) → list1
  5. If(t ≤ 1, t, 1) → k
  6. If(t ≥ 1, t - 1, 0) → k'
  7. Sequence(If[k < 1, (x(O_1) + ((l * sin((i * φ))) * cos((i * φ)) / sin(φ)), y(O_1) + ((l * sin((i * φ))) * sin((i * φ)) / sin(φ))), (x(O_1) + (l * i), y(O_1))], i, 0, (2 * n)) → list2
  8. Sequence(Sector[Rotate[Translate[Circle[(x(O_1) + 0, y(O_1) + 1), Element[list1, i]], Vector[Element[list1, i], Element[list2, i]]], (((-((2 * i) - 1)) * k) * θ / 2), Element[list2, i]], Rotate[Translate[Element[list1, i], Vector[Element[list1, i], Element[list2, i]]], (((-((2 * i) - 1)) * k) * θ / 2), Element[list2, i]], Rotate[Translate[Element[list1, i + 1], Vector[Element[list1, i], Element[list2, i]]], (((-((2 * i) - 1)) * k) * θ / 2), Element[list2, i]]], i, 1, n) → list3
  9. CircleArc((0, 1 / (1 - m)), O_1, L) → b
  10. Segment((0, 0), (s, 0)) → d
  11. Midpoint(d) → B'
  12. CircleArc((0, 1), Q, (0, 0)) → c
  13. Segment(O, (x(O), y(O) - 1)) → e
  14. Midpoint(e) → G
  15. Circle((0, 1), 1) → g
  16. Midpoint(Q, O) → H
  17. Segment(O, A) → a
  18. Circle(P, 1, yAxis) → p
  19. Intersect(xOyPlane, p) → D, C
  20. Rotate(O_1, α, a) → F
  21. Surface((u * cos(v)), (u * sin(v)) + 1, f(u), u, 0, abs(x(D)), v, -1.5708, (3 * π / 2) - (2 * γ)) → o
  22. Rotate(D_1, α, a) → D'
  23. CircumcircleArc(D_1, C, D') → q
  24. Circle(O, D_1, a) → c_1
  25. Segment(P, D') → i
  26. Segment(P, D_1) → a_1
  27. Point(b) → J
  28. Segment(O, D_1) → b_1
  29. Vector(A + (0, 0, 0.3), A + (0, 0, 0.06)) → u
  30. Angle(D_1, O, A) → β
  31. Sequence(Sector[Rotate[Rotate[Translate[Circle[(x(O_1) + 0, y(O_1) + 1), Element[list1, i]], Vector[Element[list1, i], Element[list2, i]]], (((-((2 * i) - 1)) * k) * θ / 2), Element[list2, i]], (180° * k'), (x(O_1) + (n * l) - sin(θ / 2) / 2, y(O_1) + cos(θ / 2) / 2)], Rotate[Rotate[Translate[Element[list1, i], Vector[Element[list1, i], Element[list2, i]]], (((-((2 * i) - 1)) * k) * θ / 2), Element[list2, i]], (180° * k'), (x(O_1) + (n * l) - sin(θ / 2) / 2, y(O_1) + cos(θ / 2) / 2)], Rotate[Rotate[Translate[Element[list1, i + 1], Vector[Element[list1, i], Element[list2, i]]], (((-((2 * i) - 1)) * k) * θ / 2), Element[list2, i]], (180° * k'), (x(O_1) + (n * l) - sin(θ / 2) / 2, y(O_1) + cos(θ / 2) / 2)]], i, n + 1, (2 * n)) → list4

AI 绘图提示语参考

绘制一个圆锥的侧面展开图,首先画一个圆心在(0,1)的圆,然后在圆上取一点Q,通过Q画一段圆弧s,接着画出角α'。然后构造一个包含n个点的序列list1,再根据k和k'的值构造另一个序列list2。利用list1和list2,通过旋转和平移,构造一系列扇形,最终形成圆锥侧面展开的图形。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。