实验一数学教学软件基本操作一、实验目的:二、实验内容:1、作出三角形的垂心。
2、作出三角形的外接圆与内切圆。
外接圆内切圆3、验证:三角形三边的中点、三条高的垂足、垂心到三顶点的中点共圆。
4、作出两圆的内外公切线。
三、实验步骤1、作出三角形的垂心。
步骤:○1构造△ABC;○2选中点A和线段BC,构造垂线;○3同理,构造线段AB、BC上的垂线;○4交点D即为垂心。
2、作出三角形的外接圆与内切圆。
外接圆步骤:○1构造△ABC;○2选中线段AB,构造中点E;○3选中线段AB和点E,构造垂线;○4同理构造线段AC、BC上的中垂线,交点为K;○5选中点K、A,构造圆。
内切圆步骤:○1构造△ABC;○2选中线段AB、AC,构造角平分线;○3选中AB、BC,构造角平分线,交点为D;○4选中A、D,构造圆。
3、验证:三角形三边的中点、三条高的垂足、垂心到三顶点的中点共圆。
步骤:○1构造△ABC;○2选中线段AB、BC、AC分别构造中点D、E、F;○3选中线段BC和点A构造垂线,垂足为H,同理得到垂足L、K,三条垂线的交点为M;○4选中点A和M构造线段,再选中线段AM构造中点O,同理得到点N、P;○5选中点E、P、O构造过三点的弧,选中点O、D、E构造过三点的弧;4、作出两圆的内外公切线。
外公切线步骤:○1构造两圆C、D,圆心分别为C、D(注:圆C 的半径大于圆 D 的半径);○2选中点C、D,构造直线CD;○3在圆D 上任意取一点F,连接构造线段DF;○4选中点C、线段DF,构造平行线交圆 C 于点G、P○5选中点G、F,再构造直线GF 交直线CD 于点H;○6选中点D、H,构造线段DH,再构造线段DH 的中点M;○7依次选中M、D(H),接着“构造”—“以圆心和圆周上的点作圆”—“生成一个圆M 交圆 D 于点O 和N ;○8分别构造出直线OH 和直线NH,即为所求的外公切线。
内公切线步骤:○1构造线段FP 交直线CD 于点Q;○2选中点C、Q,构造线段,再构造中点R;○3依次选中点R、C(Q),构造圆交圆C 于点S、T;○4分别构造出直线QT 和直线QS,即为所求的内公切线。
四、实验的结论及实验中存在的问题。
实验二一、实验内容及步骤1、设P是圆O上的一动点,C为半径OB上一定点,连接PC并作PC中垂线交OP于Q,求Q的轨迹步骤如下:(1)绘制圆O和其半径OB上一点C;(2)绘制圆O上一点P,连接PC、PO;(3)作PC的中垂线交OP于Q;(4)依次选定点P和Q,构造Q的轨迹。
2、设ABCD为矩形,P是AB上的一动点,过P作PE⊥AC于E,PF⊥BD于F,(1)作出EF的中点轨迹。
(2)作出线段EF运动的轨迹。
步骤如下:(1)绘制矩形ABCD,并连接BD、AC;(2)绘制AB上的一动点P,再构造AC、BD过P的垂线分别交于E、F;(3)构造线段EF和它的中点I;(4)依次选定点P和I,构造点I的轨迹,即EF的中点轨迹;(5)依次选定点P和线段EF,构造线段EF的轨迹,即线段EF运动的轨迹。
3、三角形ABC顶点A在一定圆上运动,另外两个顶点固定,作出三角形ABC 外心的轨迹。
步骤如下:(1)绘制圆O以及圆O上一点A;(2)绘制三角形ABC;(2)作AC、BC的中垂线交于K,即三角形ABC外心;(3)选定点A和K,构造点K的轨迹,即三角形ABC外心K的轨迹。
4、作出与已知定圆、定直线都相切的圆的圆心的轨迹。
步骤如下:(1)绘制圆O和直线CD以及圆O上一点E;(2)选定点O、E构造直线OE;(3)选定直线OE和点E,构造垂线交直线CD与F;(4)依次选定点E、F、D,构造角平分线交直线OE于H;(5)依次选定点H、E,构造圆H,即与定圆O、定直线CD都相切的圆;(6)依次选定点E、H,构造圆心H的轨迹;(7)依次选定E、F、C,构造角平分线交直线OE于I,步骤同(4)(5)(6),构造圆心I的轨迹,即可得出完整的圆心的轨迹。
老师的方法:步骤如下:(1)绘制圆O和直线CD以及圆O上一点E;(2)选中点O、E构造直线OE交CD于F;(3)选定直线OE和点E,构造垂线交直线CD与G;(4)依次选定点E、G、F,构造角平分线交直线OE于H;(5)依次选定点H、E,构造圆H,即与定圆O、定直线CD都相切的圆;(6)依次选定点E、H,构造圆心H的轨迹。
实验三 应用轨迹与跟踪功能绘制图形1、根据双曲线几何定义作出双曲线的轨迹.画法:双曲线上任意一点到两焦点的距离之差的绝对值为定值,利用到线段垂直平分线上任意一点到线段两端的距离相等,2MF PM =. 故R AB PF MF PM MF MF ===-=-1121(线段AB 的长度,为定值).2、设A,B 为平面上的两个定点,a 为定值,P 满足条件PA ×PB=2a,作出P 的轨迹图形.改变AB 的距离观察轨迹图形的变化.画法:利用度量,及计算器,确定出有比值关系的线段长度.P 为给定线段CD 的延长线上任意一点,满足a CD PD PC 2==⋅,A 、B 为固定的两点,分别以它们为圆心,分别以线段PC 、PD 的长度为半径,则两圆的交点为满足条件的点.以P 点为主动点,两交点为别动对象即可构造轨迹即可. 注意:在用计算器算长度之比时,被除数要先乘以1,在点击单位“厘米”. 3、作出过平面一定点的直线系.画法:先画一个圆,任取圆上一点C与圆心A构造直线,并以C为主动点,直线AC为被动对象构造轨迹即可.4、作出过一个定点且半径为定长的圆系.画法:先作一个圆A,并在圆上任取一点C;以C为圆心,线段AC的长度构造圆C;以C 为主动点,圆C为被动对象构造轨迹即可.5、根据圆锥曲线统一定义作出圆锥曲线的轨迹.画法:平面内与一个定点的距离和一条定直线的距离之比等于常数 e 的点的轨迹,通过改变e的大小,改变圆锥曲线的类型.当e>1 时,它是双曲线当e=1 时,它是抛物线方法和步骤:一、确定对称轴、焦点、准线. 1.1 打开《几何画板》 ,新建文件; 1.2 画一条水平直线 x; 1.3 作出直线 x 对象上的点 K 、F (焦点); 1.4 过 K 作直线 x 的垂线 l (准线). 二、设置离心率. 2.1 画一条线段 AB ; 2.2 作出线段 AB 对象上的点 E ; 2.3 通过度量、计算,求得线段 AE 与 EB 的比(离心率); 2.4 将比值标签改为 e.三、设置作轨迹所需的动态半径. 3.1 过任一点 D 作出两条相交直线 m 、n; 3.2 以 D 为圆心,AE 为半径画圆交直线 m 于 M ; 3.3 以 D 为圆心,EB 为半径画圆交直线 n 于 N ;作直线 MN ; 3.4 作直线 m 上一点 G ,过 G 作 MN 的平行线交n 于 H ; 3.5 作出线段 DG 、DH.四、作出轨迹. 4.1 以 F 为圆心,线段 DG 为半径画圆; 4.2 以 K 为圆心,线段 DH 为半径画圆交直线 x 于 P 、Q 两点,分别 过 P 、Q 作 x 的垂线 p 、q ; 4.3 改变 E 的位置或改变 F 的位置使圆 F 与直线 p 、q 都相交,交点 分别为 P1、P2、P3、P4; 4.4 选取 P1(或 P2、P3、P4)、点 G 、直线 m ,构造轨迹,即可作出所 需轨迹. 4.5 添加操作按钮、隐藏不必显示的对象.实验四实验三、应用轨迹与跟踪功能绘制复杂几何图形目的:理解“平移”的功能的含义,掌握平移功能与轨迹功能的想结合使用的方法。
1、绘制一个正四棱柱。
2、作出圆柱及过其侧棱上中点且与底面平行的截面。
3、把平行四边形割补成矩形.4、应用向量的平移作出圆柱的斜截面。
1、绘制一个正四棱柱。
①作出线段1ZA ,双击点Z ,标记Z ,单击点1A ,旋转45度作出点2A ,选取2ZA 中点1B ,选中点Z 、1B ,标记向量,选中线段1ZA ,点击变换栏中的“平移”,作出线段'11A B ,连接点'11A A ,即正四棱柱的底面。
②作出过点Z 与线段1ZA 的垂线,任取垂线上的一点Z ',标记向量Z Z ',选中线段1ZA 、1ZB ,平移到1C Z '、1D Z ',同理作出另外两条线段。
③最后分别连接上下对应的顶点即作出正四棱柱。
1'11''2、作出圆柱及过其侧棱上中点且与底面平行的截面。
①选自定义工具中的圆锥曲线中的椭圆,标记相应的点2F 、2G ,作出过点2G 垂直于直线22G F 的垂线,若任取垂线上一点2Q ,标记向量22Q G ,任取椭圆一动点2P ,平移到点"2P ,以主动点2P ,被动点"2P ,作出轨迹并连接点作出椭圆。
②选22Q G 中点1Q ,标记向量12Q G ,选取2P 、2F 平移到'2P 、'2F ,以主动点2P 被动点'2P ,作出轨迹,即为所要的截面。
③以主动点2P ,被动对象线段''22P F 作出轨迹后填充整个椭圆。
3、把平行四边形割补成矩形.①从自定义工具中选取平行四边形,作AI 边的垂线GK ,任取便GH 上一点N ,选取点G 、点N ,并标记向量,全选AGK ∆作平移②选中点N 、点H 在“编辑”菜单中,选择“操作类按钮”中选择慢速移动。
NK③选中点N 、G 在“编辑”菜单中,选择慢速移动操作。
④点击“移动H N →”,即把平行四边形割补成矩形. 割补前:割补后:4、应用向量的平移作出圆柱的斜截面①同第二小题方法作出椭圆,分别在椭圆两个侧棱上任取两点E点、D点,作出线段ED.②分别作出以过C点垂直于直线AB的垂线,交线段ED于F点,过椭圆上任一点P垂直于直线AB垂足为Q,再过点Q作直线AB的垂线交线段ED于G。
③选取点Q、点G标记向量。
选中点P平移于点P'。
以P为主动点,P'为被动点作出轨迹即为圆柱体的斜截面。
F'为被动对象作出轨迹填充整个斜截面。
④以P点为主动点,以线段P实验五、使用“旋转”与“轨迹”功能绘制复杂几何图形一、实验的目的:掌握“旋转”与“轨迹”“移动”功能及其的应用,能熟练将前两者结合绘制复杂图形二、实验的内容1、作出正五边形图形。
并将图形沿五边形的中心(1)缩小到原来的1/2(2)放大到原来的2倍。
步骤:①构造线段AB,标记点B为中心,选中线段AB及点A关于中心点B旋转108度,构造点C;②以此类推,可得到正五边形ABCDE;③构造线段BC中点F,过点F构造BC的垂线;④构造线段CD中点G,过点G构造CD的垂线,过两垂线构造交点M,为五边形的中点;⑤标记点M为中心,选定线段AB、BC、CD、DE、EA分别缩放固定比例为1:2与2:1可得到缩小到原来1/2与放大到原来两倍的正五边形。