利用面积证明二倍角三角恒等式

利用面积证明二倍角三角恒等式
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2023-06-08 21:19
本范例通过演示等积法证明二倍角三角恒等式。核心数学概念涉及三角函数、面积计算和几何变换。构造过程中运用了线段、向量、旋转、多边形等 GeoGebra 命令与对象。适合高中数学教学和几何证明学习。

GeoGebra 命令及参数

  1. Segment((0, 0), (0, 1)) → i
  2. Dilate(A, If[0 < b ≤ 1, 1 - b, 0], B) → A'
  3. Segment(A, A') → j
  4. Dilate(A, If[3 < b ≤ 4, 4 - b, 0], E) → A'_{1}
  5. Vector(A, A'_{1}) → u
  6. Line(A, E) → k
  7. Translate(A, u) → A'_{2}
  8. Translate(A', u) → A''
  9. Segment(A'_{2}, A'') → j'
  10. Rotate(A'_{2}, If[3 < b ≤ 4, ((b - 3) * pi / 2), pi / 2], A'_{2}) → F
  11. Rotate(A'', If[3 < b ≤ 4, ((b - 3) * pi / 2), pi / 2], A'_{2}) → A'''
  12. Segment(F, A''') → j''
  13. Dilate(A''', If[4 < b ≤ 5, 5 - b, 0], G) → H
  14. Vector(A''', H) → v
  15. Translate(F, v) → F'
  16. Translate(A''', v) → I
  17. Segment(F', I) → j'''
  18. Dilate(E, If[5 < b ≤ 6, 6 - b, 0], A''') → E'
  19. Vector(E, E') → w
  20. Translate(i, w) → i'
  21. Segment((0, 0), A) → l
  22. Dilate(A, If[8 < b ≤ 9, 9 - b, 0], C) → A'_{3}
  23. Segment(A, A'_{3}) → m
  24. Rotate(A, If[10 < b ≤ 11, ((-(b - 10)) * pi / 2), ((-pi)) / 2], A) → A'_{4}
  25. Rotate(A'_{3}, If[10 < b ≤ 11, ((-(b - 10)) * pi / 2), ((-pi)) / 2], A) → J
  26. Segment(A'_{4}, J) → m'
  27. Rotate(A'_{4}, If[11 < b ≤ 12, ((-(b - 11)) * pi), (-pi)], J) → K
  28. Rotate(J, If[11 < b ≤ 12, ((-(b - 11)) * pi), (-pi)], J) → J'
  29. Segment(K, J') → m''
  30. Dilate(A, If[14 < b ≤ 15, 15 - b, 0], D) → A'_{5}
  31. Segment(A, A'_{5}) → n
  32. Rotate(A, If[16 < b ≤ 17, ((b - 16) * pi), pi], A) → A'_{6}
  33. Rotate(A'_{5}, If[16 < b ≤ 17, ((b - 16) * pi), pi], A) → L
  34. Segment(A'_{6}, L) → n'
  35. Dilate(A, If[17 < b ≤ 18, 18 - b, 0], K) → A'_{7}
  36. Vector(A, A'_{7}) → c
  37. Translate(A'_{6}, c) → M
  38. Translate(L, c) → L'
  39. Segment(M, L') → n''
  40. Polygon(G, N, E, E') → q1, g_1, n_1, e, e'
  41. Polygon(A, K, L', L) → q2, a_1, k_1, l', l_1
  42. Dilate(A, If[18 < b ≤ 19, 19 - b, 0], L) → A'_{8}
  43. Vector(A, A'_{8}) → d
  44. Translate(A'_{4}, d) → O
  45. Translate(J, d) → J'_{1}
  46. Segment(O, J'_{1}) → m''_{1}
  47. Translate(K, d) → K'
  48. Translate(J', d) → J''
  49. Segment(K', J'') → m'''
  50. Circle(N, m' + m'') → s
  51. Ray(E, Mirror[E', yAxis]) → f_1
  52. Intersect(s, f_1) → P,
  53. Dilate(E, If[20 < b ≤ 21, 21 - b, 0], P) → E'_{1}
  54. Vector(E, E'_{1}) → t
  55. Translate(E, t) → E'_{2}
  56. Translate(E', t) → E''
  57. Polygon(G, E'', E'_{1}, N) → q3, g_2, e'', e'_{1}, n_2
  58. Line(G, E'') → r
  59. Line(N, P) → h_1
  60. OrthogonalLine(G, h_1) → i_1
  61. Intersect(h_1, i_1) → Q
  62. Dilate(N, If[22 < b ≤ 23, 23 - b, 0], Q) → N'
  63. Vector(N, N') → u_1
  64. Translate(E'_{2}, u_1) → R
  65. Polygon(E'', G, N', R) → q4, j_1, g_3, m_1, r_1
  66. Dilate(Q, If[24 < b ≤ 25, 25 - b, 0], L) → Q'
  67. Vector(Q, Q') → v_1
  68. Translate(E'', v_1) → E'''
  69. Translate(G, v_1) → G'
  70. Translate(N', v_1) → N''
  71. Translate(R, v_1) → R'
  72. Polygon(E''', G', N'', R') → q4', e''', g', p_1, r'
  73. Line(L, r) → q_1
  74. Point(q_1) → S
  75. Angle(L', L, S) → α
  76. Rotate(E''', If[24 < b ≤ 25, ((-(b - 24)) * α), (-α)], N'') → T
  77. Rotate(G', If[24 < b ≤ 25, ((-(b - 24)) * α), (-α)], N'') → G''
  78. Rotate(N'', If[24 < b ≤ 25, ((-(b - 24)) * α), (-α)], N'') → N'''
  79. Rotate(R', If[24 < b ≤ 25, ((-(b - 24)) * α), (-α)], N'') → R''
  80. Polygon(T, G'', N''', R'') → q4'', t_1, g'', n''', r''
  81. Intersect(f, q, (0.5235987757682062, 0.866025403954346)) → U
  82. RotateText(text1, pi / 3 - 0.1) → text2
  83. RotateText(text3, pi / 4) → text4
  84. RotateText(text5, ((-pi)) / 10) → text6
  85. RotateText(text8, pi / 2) → text9
  86. Segment((0, 1), (pi / 4, 1)) → f_4

AI 绘图提示语参考

该图形是一个几何证明图,用于证明双角三角恒等式 sin(2θ) = 2 sinθ cosθ。图中包含一个三角形和一个旋转后的三角形,通过面积相等来推导恒等式。图形中还有线段、向量、缩放等变换的体现,但最终呈现为静态图形。关键对象包括点、线段、旋转后的点以及通过变换得到的多边形,整体展示面积相等的几何关系,适合数学教学使用。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。