S6G4 用表格迭代與Geogebra工具作纏繞畫

本次纏繞畫任務(wù),再次顯示數(shù)學(xué)的規(guī)律之美。這個(gè)制作過程,是我在 2017 參加官長(zhǎng)壽老師的工作坊時(shí)所學(xué)習(xí)的。這個(gè)課程設(shè)計(jì)的很好,先利用表格迭代,再利用自制工具。讓這個(gè)看似復(fù)雜但有規(guī)律的圖像也可在5分種內(nèi)就完成。

學(xué)習(xí)指引
這次的任務(wù)為兩個(gè)部分,第一是利用表格迭代來作出這內(nèi)縮的三角形,第二則是將這個(gè)過程制作成一個(gè)工具再將其套用再更復(fù)雜的圖像上。
任務(wù)一:利用表格作迭代作等比例內(nèi)縮的三角形
【目的】給定一個(gè)三角形,在三邊上取對(duì)應(yīng)的分點(diǎn),構(gòu)成另個(gè)三角形。

【說明】這階段主要使用表格來進(jìn)行迭代。先將三個(gè)點(diǎn)的訊息記錄在表格內(nèi) A1, B1, C1。接著使用 Dilate 來作?A2,使其位在 A1,C1 線段上的分點(diǎn),指令為 A2 = Dilate(A1, r, C1) ,其中 r 為縮放比例。類似地對(duì) B2, C2 用位似的方法作出分點(diǎn)。
【操作】
A1 = (0,4)
B1 = (-2,0)
C1 = (2,0)
r = 滑動(dòng)條(0,1,0.1)
A2 = Dilate(A1, r, C1)
B2 = Dilate(B1, r, A1)
C2 = Dilate(?C1,r,B1)

任務(wù)二:利用表格作迭代作等比例內(nèi)縮的三角形
【目的】利用表格作出10層的迭代三角形

【說明】主要使用表格的拖拉功能就可產(chǎn)生 10 層迭代三角形。經(jīng)過向下拖拉會(huì)將 A2 = Dilate(A1, r, C1) 改寫為?A3 = Dilate(A2,r,C2) 。
【操作】先選取 A2,B2,C2 ,接著在右下角出現(xiàn)十字時(shí)拖拉向下復(fù)制。

任務(wù)三:利用表格作多個(gè)三角形
【目的】利用表格作出10層的迭代三角形。

【說明】先在 D1 建一個(gè)三角形 Polygon(A1,B1,C1) ,接著向下拖拉復(fù)制。在制作時(shí)會(huì)同時(shí)產(chǎn)出 3 條邊 E1,F1,G1。
【操作】
D1 = Polygon(A1,B1,C1)?
# 將 D1 的公式復(fù)制到 D2:D10

任務(wù)四:制作工具
【目的】建立一個(gè)可重覆使用的工具。

【說明】自制工具主要是重復(fù)固定形式的操作。在使用工具時(shí)要明確「輸入」與「輸出」的元件。在這個(gè)案例中,輸入是 3 個(gè)點(diǎn)與縮放比例,輸出則是 10 個(gè)三角形。
【操作】先從選單中點(diǎn)選定制工具欄。

在輸入對(duì)象中,點(diǎn)選 A1,B1, C1, r 四個(gè)元件(要注意順序)。

在輸出對(duì)象中選取三角形 D1,D2,D3,....,D10 。

接著將這工具命名為「內(nèi)縮三角」,此時(shí)在工具列上方就有個(gè)自定的工具。先點(diǎn)這個(gè)工具,接著再輸入 3 個(gè)點(diǎn)以及數(shù)值 r ,就可產(chǎn)生這個(gè)迭代內(nèi)縮的三角形。
任務(wù)五:利用工具作出纏繞畫
【目的】將正六邊形分成6個(gè)正三角形,每個(gè)正三角形再作個(gè)內(nèi)縮的三角形。

【說明】先建一個(gè)正六邊形與其中心點(diǎn),此時(shí)分為 6 個(gè)正三角形,接著對(duì)每個(gè)三角形的三個(gè)點(diǎn)套用自制工具[內(nèi)縮三角] ,再輸入縮放比例就可得到此圖形。
【操作】
A=(0,0)
B=(1,0)
Polygon(A,B,6)
O = (A+D)/2
內(nèi)縮三角(O,A,B)
內(nèi)縮三角(O,B,C)
內(nèi)縮三角(O,C,D)
內(nèi)縮三角(O,D,E)
內(nèi)縮三角(O,E,F)
內(nèi)縮三角(O,F,A)

限時(shí)挑戰(zhàn)
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任務(wù):S6G4 用表格迭代與Geogebra工具作纏繞畫
姓名:朱安強(qiáng)???
心得:這個(gè)利用表格迭代與工具大大顯示了用程序?qū)嵺`的規(guī)律之美。最重要的關(guān)鍵還是在于洞析圖像內(nèi)部的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。接著就可用 Geogebra 來將之快速實(shí)踐。

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