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​geogebra进阶系列5:四元迭代和表格迭代的神奇作用(2018年广州中考第10题)

刘护灵 geogebra与数学深度融合 2022-07-17

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geogebra进阶系列4:映射指令的神奇作用(巧妙提取多边形列表中的顶点)

一、说明:

1、geogebra群中经常有讨论各自精彩案例的时刻,但是人员发言多了之后,这些精彩案例会被刷屏,非常可惜。笔者的工作其实也挺忙,两个初中数学教学班,一周有14节课。课余参与的讨论,笔者还是想把这些技巧和心得记下来,分享给大家学习和研究。

2、笔者所记录的大部分是中考或高考题,即和课程深度整合的内容。goegbra要发挥它的生产力,必须能和我们的中高考数学、物理等课程融合起来,而不希望它仅仅是一个玩具,虽然它真的很好玩。

3,笔者的文章不仅仅停留于“描述”要这样做,也同时阐述如果不这样做,怎么样?并且加上笔者的反思性思考,希望能给读者带来更多的启发。

迭代是几何画板和ggb都很喜欢研究的内容。也是进阶学习的必经阶段。

现在的目标是下图:


这个图形其实是广州2018年中考数学题的第10题的变形,笔者之前的文章也讨论过。参考:

geogebra基础入门7:序列和迭代指令的简单应用

geogebra基础入门22:序列、迭代、映射大比拼(2017南京高考一模)

geogebra基础入门10:迭代的简单应用和线段动点(毕氏螺线)


上图是大神赵林老师的绘制的。

这个迭代列表的理解表面上很难,现在拆解来理解。

 n=2得到的点C,

为什么呢?

此时相当于——旋转(A, (-1)^x(A) 90°, B),

此时x(A)=0,即旋转(A, 90°, B),即把点A绕着点B逆时针旋转90°,

此时的p变为点B,q变为点C,即A2

 n=3得到的点A3

旋转(B, (-1)^x(A2) 90°, A2), x(A2)=1

即旋转(B, -90°, A2),

但这个理解不对!

应该是旋转(B, 90°, A2),


……

显然这样的迭代——迭代列表(旋转(p, (-1)^x(p) 90°, q), p, q, {A, B}, n),能想出来,真是不容易!


既难想到,读懂也困难。

名师苏州金晓亮说:迭代一直是画板的难点,不适合新手。但是笔者提出,如果想进阶,迭代是必须学习的一关!

后来赵林老师提出多元迭代的方法:迭代列表(p + (2, 0), p, q, r, s, {(0, 0), (0, 1), (1, 1), (1, 0)}, n)

  • 这个方法比原先的简洁多了!

  • 迭代的效果图如下:


    这个四元迭代非常神奇,如何理解呢?

    即为什么表达式只需要一个关于p的,其它q,r,s,看起来没事干

    浙江赵林说:
    如何告诉软件是隔4项呢,那就需要4个变量!

    笔者通过分解,研究,得出:

    分解一下,初始4个元素,每一个点轮流向右平移2个单位,但是迭代列表只需要写一个p+(2,0),p+(2,0)就如同一个规则,其他的都满足这个规则,有序进行下去,就跟排队一个道理!真神奇啊!

    反思一:

    这个多元迭代,有一个基本的前提,是每一个点的规则都是一样,即+(2,0),但是在迭代列表只要写一个变量p的表达式,ggb就按照初始的四个点,“按顺序”每一个点都迭代一次,是电脑聪明,还是赵林老师聪明,真棒!

    笔者提出:这个案例能否利用表格进行迭代?可以!

    第一步:在表格区输入四个初始点,当做A1,B1,C1,D!

    第二步:

    在表格的第二行依次输入公式:A1+(2,0),B1+(2,0),C1+(2,0),D1+(2,0)


    第三步:直接选定第二行,往下拖拉,即可得到一系列的迭代


    效果如下

    反思二:表格迭代的好处至少有两个

    1,可以减省思考迭代表达式的困难;

    2,可以对迭代的每个对象进行动态改变颜色!效果会非常惊讶。而用一个迭代列表产生的是一个整体列表,只有一个颜色。

    但现在的问题来了:

    这个迭代如果用表格绘制出这些点之后,如何才能画出正确的折线呢?

    升序排列的结果画的折线不对!

    群主孟宝兴提出一个“笨办法”:——事实证明是好方法。
    A做个集合AA ,B个集合BB  C个集合CC, D个集合DD  再用  映射(扁平列表((P,Q,S,T}),P,AA,Q,BB,S,CC,T,DD)

    笔者实验之后提出:表格法,按照孟宗师的建议,达到了效果,映射之后还需要一个合并的指令,才能画折线,原因在于映射得到的列表,各个之间是独立的集合。必须加一个合并或扁平列表的指令,才能把他们变成一个整体。

    反思三:金晓亮老师提出:实际上制作了这个表以后,不要在表格区右键按创建点列,而是改为要创建这些点的矩阵,然后把得到的矩阵“压扁”后再创建折线就可以了!


    实验表明:这个创建矩阵的方法神奇管用!

    什么是矩阵?原来有这么大的好处啊!

    反思四:赵林老师进一步提出:不要这么麻烦!表格还可以横向拉!


    如上图:第一行是斐波那契数列的横向拉,第二行是这个案例的横向拉动,这样产生的点列,就可以直接利用折线指令绘制啦!

    又学到了一招!真漂亮!

    反思四:作为学习,苏州金晓亮还提出了下面的不同方法:

    或:

    有兴趣的老师可以继续研究,真好玩啊!


最近几期经典回顾


动态数学软件 GeoGebra 的发展历史和功能特点
ggb的文本指令学习系列1,(学习赵林老师)
◆ 利用geogebra突破立体几何教学难点
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◆ geogebra基础入门2:勾股定理的证明——弦图面积平移法
◆ geogebra基础入门3:一线三等角全等模型的制作
ggb绘制美丽的爱心曲线(心形线)
手拉手模型的两个最值问题(适合初二以上)
手拉手模型最值的进一步探讨
瓜豆原理系列1(轨迹?构造手拉手模型?)评析2020.1越秀区八年级上期末压轴题
角含半角好问题——旋转还是翻折?
利用geogebra理解平口单峰函数
geogebra提高1:Penrose阶梯:哪里是最高点?
geogebra基础入门4:利用路径值画出翻折的动画效果
geogebra基础入门5:脚拉脚全等模型的制作和应用(全等八大模型之八)
geogebra基础入门6:手拉手全等模型的制作和应用
◆ geogebra基础入门7:序列和迭代指令的简单应用
◆ geogebra基础入门8:条件显示和按钮脚本的简单应用(2019广州第25题)
◆ geogebra基础入门9:迭代的简单应用(毕氏螺线)
◆ geogebra基础入门10:迭代的简单应用和线段动点(毕氏螺线)
◆ geogebra基础入门11:利用瓜豆原理再探究一道四边形对角线最大值的简洁求法
◆ geogebra基础入门12:轨迹指令的初步应用(以矩形大法为例)
◆ geogebra基础入门13:瓜豆原理的制作和应用(2019贵阳中考)
◆ geogebra基础入门14:按钮和脚本增强课件的交互
geogebra基础入门15:证明勾股定理的内外弦图和旋转弦图
◆ geogebra基础入门16:动态文本和LaTeX的初步应用(祖冲之的圆周率)
◆ geogebra基础入门17:利用按钮脚本,批量改变字母的标签
◆ geogebra基础入门18:交点个数的处理技巧
 geogebra基础入门19:交点个数的处理技巧(续)(滑动条在特殊点处停止)
◆ geogebra基础入门20:避免利用斜率构造残缺轨迹的三个妙招(2016全国高考理科20题)
◆ geogebra基础入门21:等分圆周的方法(兰利问题和汤普森解法)
◆ geogebra基础入门22:序列、迭代、映射大比拼(2017南京高考一模)
geogebra基础入门23:理解指令的嵌套(正方体的堆积)
geogebra基础入门24:多页或分页显示
geogebra基础入门25:试卷中立体几何图形的绘制和美化
geogebra基础入门26:根式文本和分数文本的技巧
geogebra基础入门27:简单的涂色方法和涂色旋转
geogebra基础入门28:向量的初步使用(内心和奔驰定理)
geogebra基础入门29:表格的初步使用(创建、迭代)
geogebra进阶系列2:文本进阶(序列文本、公式文本等)
geogebra进阶系列3:自定义工具的创建、保存和使用
geogebra进阶系列4:映射指令的神奇作用(巧妙提取多边形列表中的顶点)
◆ 利用geogebra领悟解题系列1:隐形圆和相似的综合问题
◆ 利用geogebra领悟解题系列2:隐形圆和相似的综合问题2
◆ geogebra领悟解题系列3:阿基米德的折弦问题
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geogebra领悟解题系列8:神奇的莫莱定理及其绘制技巧
geogebra领悟数学系列9:有趣的蒲丰投针问题
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初三及中考问题探究篇

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