软件工具-数学绘图-GeoGebra

人工智能通识-2019年3月专题汇总

GeoGebra是专门用来绘制数学公式图形的软件,支持windows、macOS和linux,并且提供了网页在线直接使用的版本,支持多语言包括中文。

官网在这里
经典绘图操作页面
官方教程页面

整体上操作都很简单,每个工具都会清晰的中文提示,虽然官方教程很多都是在Youtube上需要梯子才能看,但稍微摸索一下可以很快上手,下面以经典模式为准,随便记录几个操作。

界面布局

  • A 工具区。可以创建各种线、面、体、交叉线等造型。注意很多按钮点击会弹出更多子层按钮。

  • B 运算区。在这里写公式函数。如下图可以点击左侧圆圈关闭某些图形和点的显示。


  • C 绘图区。注意绘图区右上角的按钮,可以隐藏水平面甚至坐标轴,点击齿轮弹出丰富的设置选项,如下图所示。


  • C 绘图区。点击画面拖动可以旋转角度,但似乎无法平移。点击几何体,右键会弹出快速操作,可以删除,或者通过设置弹出右侧属性面板,修改填充颜色或边缘粗细。

  • D 右上角工具。主要是撤销、重做和搜索。最右边一个相当于全部菜单,包含文件、编辑、视图、设置等各种功能。其中格局可以更改2D或3D绘图模式。你也可以在最底部登录注册用户。

画一个球

  • 右上角主菜单,格局,切换到3D绘图。

  • 左侧计算区输入x^2+y^2+z^2=10,绘图区就出现了一个球形。


  • 当然也可以直接从工具栏中点击球按钮创建。

可调节的球

继续上面的公式画球方法。

  • 在下面输入m=1然后回车,得到一个滑竿。
  • 点击滑竿自身进入编辑模式,设置最小值最大值和步长0.1。


  • 同样创建n=1和k=1。
  • 修改最初的公式为(\frac{x}{m})^2+(\frac{y}{n})^2+(\frac{z}{k})^2=10.
  • 拉动m、n、k的滑竿就能改变球的形状。
image.png

绘制相交线

  • 从绘图区右上角按钮隐藏水平面。
  • 从顶部工具栏创建一个三点平面。可以三个坐标轴上分别选一个点。
  • 从顶部工具栏创建相交线,点选球和平面。就会得到交叉线。
  • 点选交叉线,右键创建c的平面图,就得到如下所示图像,三维绘图区中拖拽ABC点,右侧相交线会同步变化。

绘制旋转曲面

  • 从右上角主菜单,新建文件。
  • 计算区输入sin(x)+2。得到正弦曲线。
  • 增加输入Surface(f,pi2,xAxis)。得到旋转曲面。这里小括号中的f是指上面的f(x)=sin(x)+2曲线,pi2是旋转360度,围绕x轴旋转。

限定区间旋转

  • 绘图区齿轮,设置y轴向上。


  • 输入sqrt(),显示开根号,根号下输入10-x^2得到半圆。


  • 修改为sqrt(10-x^2),1<x<3得到一段弧线。

  • 新增输入Surface(f,pi*2,yAxis)得到一段旋转的曲面

双向裁切和旋转

  • 先画一个半球,sqrt(1-x2-y2)。

  • 再用Function方法对它进行裁切,Function(a,0,1,0,1)。a是上面的函数名,然后是x从0到1,y从0到1.

  • 然后对这个函数进行旋转,Rotate(c,pi/4,zAxis),绕z轴旋转45度。

参数方程

  • 使用参数方程画圆。Curve(5sin(t),5cos(t),t,0,π*2)
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