三角恒等式的面积证明(二):动态图解
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本范例通过单位圆中的面积关系,动态演示一个三角恒等式的几何证明。它利用单位圆、三角函数线以及反射变换,将恒等式两侧的表达式分别对应为两个多边形面积,并通过拖动滑块或点来观察面积恒等关系。核心数学概念包括三角函数(正弦、余弦)、单位圆、面积、反射与旋转变换。作图要点:使用GeoGebra的Point、Circle、Polygon、Line、Intersect、OrthogonalLine、Distance、Segment、Dilate、Vector、Translate、Angle、Rotate等命令,构造单位圆、反射线、垂线、多边形及辅助线段,通过动态交互展示面积相等。适合高中或大学低年级学生用于理解三角恒等式的几何意义,也可作为数学教师制作动态课件的参考。
GeoGebra 命令及参数
Point(Segment[(0, 0), (1, 0)]) → APolygon(C, A, 4) → poly1, h, i, j, k, E, FPolygon(D, A, 4) → poly2, l, m, n, p, G, HLine(C, F) → qIntersect(q, n) → ILine(D, H) → rOrthogonalLine(F, r) → sIntersect(r, s) → JDistance(E, G) → bLine(C, F) → tCircle(C, 1) → cIntersect(c, t, 2) → KIntersect(c, r) → L, MPolygon(E, G, I, F) → q1, e, g_1, i_1, f_1Polygon(C, I, H, D) → q2, c_1, i_2, h_1, dSegment(C, F) → j_1Segment(F, E) → k_1Segment(E, G) → l_1Segment(G, H) → m_1Segment(C, D) → n_1Segment(A, E) → p_1Segment(A, C) → q_1Dilate(D, If[0 < a ≤ 1, 1 - a, 0], L) → D'Vector(D, D') → uTranslate(H, u) → H'Polygon(D', C, I, H') → q3, d', c_2, i_3, h'Line(I, H') → b_1Line(C, L) → d_1OrthogonalLine(L, d_1) → e_1Intersect(b_1, e_1) → NDilate(H', If[2 < a ≤ 3, 3 - a, 0], N) → H''Vector(H', H'') → vTranslate(I, v) → I'Polygon(L, C, I', H'') → q4, l_2, c_3, i', h''Dilate(N, If[4 < a ≤ 5, 5 - a, 0], O) → N'Vector(N, N') → wTranslate(L, w) → L'Translate(C, w) → C'Translate(I', w) → I''Translate(H'', w) → H'''Polygon(L', C', I'', H''') → q4', l', c', i'', h'''Point(r_1) → PAngle(I, N, P) → αRotate(L', If[4 < a ≤ 5, ((a - 4) * α), α], H''') → L''Rotate(C', If[4 < a ≤ 5, ((a - 4) * α), α], H''') → C''Rotate(I'', If[4 < a ≤ 5, ((a - 4) * α), α], H''') → I'''Rotate(H''', If[4 < a ≤ 5, ((a - 4) * α), α], H''') → QPolygon(L'', C'', I''', Q) → q4'', l'', c'', i''', q_2Line(C, F) → t_1Circle(G, 1) → s_1Line(F, E) → a_1Intersect(s_1, a_1) → R, SDilate(E, If[6 < a ≤ 7, 7 - a, 0], S) → F'Vector(E, F') → u_1Translate(E, u_1) → E'Translate(F, u_1) → F'_1Polygon(I, F'_1, F', G) → q5, i_4, f'_1, f', g_2Distance(G, F') → oLine(I, F'_1) → f_2OrthogonalLine(S, f_2) → h_2Intersect(f_2, h_2) → TDilate(F'_1, If[9 < a ≤ 10, 10 - a, 0], T) → UVector(F'_1, U) → v_1Translate(A, v_1) → A'Translate(I, v_1) → I'_1Polygon(I'_1, U, S, G) → q6, i'_1, u_2, s_2, g_3Dilate(T, If[11 < a ≤ 12, 12 - a, 0], L'') → T'Vector(T, T') → w_1Translate(I'_1, w_1) → VTranslate(U, w_1) → U'Translate(S, w_1) → S'Translate(G, w_1) → G'Polygon(V, U', S', G') → q6', v_2, u', s', g'Point(f_2) → WPoint(p_2) → ZAngle(Z, T, W) → βRotate(V, If[11 < a ≤ 12, ((-(a - 11)) * β), (-β)], U') → V'Rotate(U', If[11 < a ≤ 12, ((-(a - 11)) * β), (-β)], U') → U''Rotate(S', If[11 < a ≤ 12, ((-(a - 11)) * β), (-β)], U') → S''Rotate(G', If[11 < a ≤ 12, ((-(a - 11)) * β), (-β)], U') → G''Polygon(V', U'', S'', G'') → q6'', v', u'', s'', g''Line(I, F'_1) → j_2Line(G, F') → k_2Segment(A, G) → m_2Segment(G, H) → n_2Segment(C, D) → r_2Segment(D, H) → t_2Segment((0, 0), A) → a_2
AI 绘图提示语参考
在单位圆内,从圆心出发构造两条射线,分别与圆交于两点,并在这两条射线上各取一个点,形成两个正方形。通过反射和旋转,将这两个正方形分割成若干多边形区域,使它们面积相等,从而直观展示三角恒等式。图中包含辅助线、垂线、交点以及可拖动的滑块,用于动态调整角度和位置,观察面积关系的变化。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。