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表面积直观入门：长方体展开与动态演示

表面积直观入门：长方体展开与动态演示
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2020-04-01 04:21
多边形立体几何变换几何作图滑块动画
① 本范例通过动态展开长方体各面，直观展示表面积的概念，帮助学习者从三维立体到二维展开图的转换中理解表面积的计算原理。② 核心数学概念是立体几何中的表面积，涉及长方体六个面的面积求和，以及通过展开图（Net）将三维问题转化为二维平面问题。③ 作图要点：使用GeoGebra的Prism命令构建立方体，Net命令生成展开图，Sequence和Translate用于生成并移动各面，Vector和Mirror辅助调整方向，通过滑块（如openclose）控制展开与闭合动画，对象包括LENGTH、WIDTH、HEIGHT等尺寸参数以及各面（faceADBE等）和棱（edgeAE等）。④ 适合初中至高中学生初次学习表面积，也可用于教师课堂演示，通过交互式操作加深对立体图形表面积的理解。

GeoGebra 命令及参数

  1. Ray((0, 0, 0), (1, 0, 0)) → f
  2. Ray((0, 0, 0), (0, 1, 0)) → g
  3. Ray((0, 0, 0), (0, 0, 1)) → h
  4. Prism(E, A, D, B, C) → d, F, edgeAE, edgeAD, edgeBD, edgeBE, edgeCE, edgeAF, edgeDG, edgeBH, edgeCF, edgeFG, G, edgeGH, edgeCH, H, faceADBE, faceAECF, faceADGF, faceBDGH, faceBECH, faceCFGH
  5. Net(d, openclose) → i, I, R, S, T, U, V, faceIJKL, faceIJNM, faceJKPO, faceKLRQ, faceILST, J, faceMNUV, edgeIJ, edgeJK, edgeKL, edgeIL, edgeIM, edgeMN, edgeJN, edgeJO, edgeOP, K, edgeKP, edgeKQ, edgeQR, edgeLR, edgeLS, edgeST, edgeIT, edgeNU, edgeUV, edgeMV, L, M, N, O, P, Q
  6. Sequence(Segment[(i, 0, 0), (i, WIDTH, 0)], i, 1, LENGTH - 1, 1) → L_1
  7. Translate(L_1, Vector[A, F]) → L_2
  8. Sequence(Segment[(0, i + 1, 0), (LENGTH, i + 1, 0)], i, 0, WIDTH - 2) → L_3
  9. Translate(L_3, Vector[A, F]) → L_4
  10. Vector(M, V) → u
  11. Sequence((x(M) + i, y(M), z(M)), i, 1, LENGTH - 1, 1) → L_5
  12. Translate(L_5, u) → L_6
  13. Sequence(Segment[Element[L_5, i], Element[L_6, i]], i, 1, LENGTH - 1) → L_7
  14. Sequence((x(M), y(M) + (i * y(u) / WIDTH), z(M) + (i * z(u) / WIDTH)), i, 1, WIDTH - 1, 1) → L_8
  15. Vector(V, U) → v
  16. Translate(L_8, v) → L_9
  17. Sequence(Segment[Element[L_8, i], Element[L_9, i]], i, 1, WIDTH - 1) → L_{10}
  18. Vector(A, O) → w
  19. Sequence((x(A) + (i * x(w) / HEIGHT), y(A), z(A) + (i * z(w) / HEIGHT)), i, 1, HEIGHT - 1, 1) → L_{11}
  20. Vector(O, P) → l
  21. Translate(L_{11}, l) → L_{12}
  22. Sequence(Segment[Element[L_{11}, i], Element[L_{12}, i]], i, 1, HEIGHT - 1) → L_{13}
  23. Sequence((x(O), y(O) + (i * y(l) / WIDTH), z(O) + (i * z(l) / WIDTH)), i, 1, WIDTH - 1, 1) → L_{14}
  24. Translate(L_{14}, Vector[(-w)]) → L_{15}
  25. Sequence(Segment[Element[L_{14}, i], Element[L_{15}, i]], i, 1, WIDTH - 1) → L_{16}
  26. Mirror(L_{13}, k) → L_{17}
  27. Mirror(L_{16}, k) → L_{18}
  28. Vector(D, Q) → m
  29. Sequence((x(B) + (i * x(v) / LENGTH), y(B), z(B)), i, 1, LENGTH - 1, 1) → L_{19}
  30. Translate(L_{19}, m) → L_{20}
  31. Sequence(Segment[Element[L_{19}, i], Element[L_{20}, i]], i, 1, LENGTH - 1) → L_{21}
  32. Sequence((x(B), y(B) + (i * y(m) / HEIGHT), z(B) + (i * z(M) / HEIGHT)), i, 1, HEIGHT - 1, 1) → L_{22}
  33. Translate(L_{22}, v) → L_{23}
  34. Sequence(Segment[Element[L_{22}, i], Element[L_{23}, i]], i, 1, HEIGHT - 1) → L_{24}
  35. Mirror(L_{21}, n) → L_{25}
  36. Mirror(L_{24}, n) → L_{26}