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)
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!
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