时空单位圆:三角函数几何可视化

时空单位圆:三角函数几何可视化
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2017-12-05 18:04
本范例演示单位圆在时空坐标系中的几何表示,通过旋转与角度追踪直观展现正弦、余弦、正切等三角函数曲线的生成过程。核心概念涵盖单位圆定义、三角函数图像与参数方程表达。构造要点包括:以Point和Circle构建基础单位圆;利用Rotate和Angle实现动态角度变化;通过Intersect和OrthogonalLine确定投影点位置;使用CircleArc绘制圆弧轨迹;以Midpoint生成辅助点;最终将sinus、cosinus、tangens等函数值可视化呈现。适合高中至大学阶段的三角学与解析几何教学,可辅助理解微积分中导数与周期函数的几何意义。

GeoGebra 命令及参数

  1. Point(yAxis) → B
  2. Point(xAxis) → C
  3. Point(yAxis) → A
  4. Ray(A, B) → a
  5. Ray(A, C) → b
  6. OrthogonalLine(C, b) → d
  7. Rotate(C, α, A) → C'
  8. Ray(A, C') → e
  9. Angle(C, A, Rotate[C, α, A]) → α_1
  10. OrthogonalLine(C', b) → f
  11. OrthogonalLine(C', a) → g
  12. Intersect(g, a) → Ve
  13. Intersect(f, b) → k
  14. Segment(A, Ve) → sinus
  15. Segment(A, k) → cosinus
  16. Intersect(e, d) → Vi2
  17. Segment(C, Vi2) → tangens
  18. Intersect(f, g) → D
  19. CircleArc(A, C, D) → Arc
  20. Line(Vi2, b) → h
  21. Segment(Ve, C') → i
  22. Segment(C', k) → j
  23. Point(Arc) → F
  24. Midpoint(D, A) → J
  25. Circle(J, A) → p
  26. Ray(D, Vi2) → q
  27. Point(d) → K
  28. Segment(K, C) → r
  29. Point(q) → L
  30. Midpoint(Vi2, D) → M
  31. Point(q) → O
  32. Ray(A, Vi2) → a_1
  33. Ray(A, Vi2) → k_1
  34. Point(k_1) → E
  35. Segment(D, Vi2) → exsec
  36. Midpoint(D, A) → P
  37. CircleArc(A, C, B) → c
  38. Point(yAxis) → Q
  39. Point(xAxis) → R
  40. Midpoint(D, A) → S
  41. Circle(S, D) → s
  42. Segment(D, A) → secans

AI 绘图提示语参考

在平面坐标系中,以原点为圆心绘制单位圆,并建立两条互相垂直的坐标轴。从原点出发,沿两轴方向各作一条射线,形成直角区域。在圆上取一动点,将其绕原点旋转,并记录旋转角度。过该动点分别作两轴的垂线,与两轴相交,得到投影点,从而在轴上标出正弦和余弦线段。同时,通过延长动点与原点连线,与过圆上固定点的切线相交,得到正切线段。绘制从原点经过动点的圆弧,并构造与正切相关的辅助线段,如正割和余割。整体展示三角函数随角度变化的几何关系。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。