范例17:由原函数的图像画反函数的图像
1、单击菜单绘图/定义坐标系,生成直角坐标系,隐藏网格,设原点标签为0,单位点标签为1。
2、在x轴上任作一点B,过点B向上作一条射线垂直x轴,在射线上任取一点C,度量点C的纵坐标yC并改标签为a。
3、单击菜单绘图/绘制新函数,直接绘制出函数f(x)?ax的图像。 4、用移动箭头工具双击原点0,将原点标记为旋转中心。 5、选中x轴,单击菜单变换/旋转,让x轴旋转45度得直线y=x。 6、选中直线y=x,在变换菜单中将其标记为镜面。
7、在函数f(x)?ax的图像上任作一点D,将其反射变换,得点D′。同时选中点D和点D′,构造点D′的轨迹,即得函数y?logax的图像。
范例18:函数图像的平移
1、单击菜单绘图/绘制新函数,直接绘制出函数f(x)?x2的图像。隐藏网格,设原点标签为0,单位点标签为1。
2、在y轴上任作一点B,过点B构造y轴的垂线,在垂线上任作一点C,标记向量BC。 3、在函数f(x)?x2的图像上任作一点D。将点D按标记向量BC平移。,得点D′。 4、同时选中点D和点D′构造点D′的轨迹,即得函数f(x)?x2平移后的图像。
范例39:极坐标方程??ep的图像
1?ecos?1、将角度的单位改为弧度。
2、通过绘图/网格样式/极坐标网格建立极坐标系。隐藏网格,设极点标签为0,设单位点标签为B。
3、作单位圆,作其半径OC。作弧BC并度量弧BC对应的弧度角,设其标签为θ。
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4、构造射线DE,在射线上任作一点F。
5、度量D、F的坐标距离,度量D、E的坐标距离,计算DF/DE,设其标签为e。 6、构造射线GH,在射线上认作一点I。 7、度量G、I的坐标距离,设其标签为p。 8、计算
ep。
1?ecos?ep和弧度角θ,单击菜单绘图/绘制(r, θ),绘制出点J。
1?ecos?ep10、同时选中点C和点J,构造点J的轨迹,即得极坐标方程??的图像。在
1?ecos?ep图像旁加一文本框,内容为??。
1?ecos?9、依次选中计算值
?x?asec?范例40:参数方程?(θ为参数)的图像
?y?btan?1、将角度的单位改为弧度。
2、通过绘图/网格样式/方形网格建立直角坐标系,隐藏网格,将原点标签改为0,单位点标签改为C。
3、在x轴上任取一点A,度量A点的横坐标xA,改标签为a。在y轴上任取一点B,度量B点的纵坐标yB,改标签为b。
4、作单位圆,在圆上任作一点D,作弧CD并度量弧对应的弧度角大小,改标签为θ。 5、计算a/cosθ的值。计算b*tanθ的值。
6、依次选中a/cosθ的值和b*tanθ的值,用绘图/绘制点功能绘出相应的点E。
?x?asec?7、同时选中点D和点E,作出点E的轨迹,即得参数方程的图像,旁边加注释?。
?y?btan?
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教学内容 函数图像及其变换三: 作两函数图像的交点、求方程f(x)=0的实根、求函数的极值和极值点、函数曲线的叠加、求圆锥内接圆柱的体积的极值 课时安排 教学重点 2课时 1、掌握作两个函数曲线的交点的方法。 2、掌握求方程f(x)=0的实根的方法。 3、掌握求函数的极值和极值点的方法。 4、掌握控制函数曲线叠加的方法。 教学难点 自定义坐标系的构造方法。 教法举要 讲授为辅,操作演示为主。 作业与思考 上机练习: 两函数图像的交点、求方程f(x)=0的实根、求函数的极值和极值点、函数曲线的叠加、求圆锥内接圆柱的体积的极值 教学后记 本内容为书本没有的内容,讲课速度注意放慢。
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一、作两个函数曲线的交点
下面以作f(x)=2*x2+3*x-3、g(x)=2*sin(x)的交点为例。
1、通过绘图/绘制新函数功能绘出f(x)=2*x2+3*x-3以及g(x)=2*sin(x)的曲线。 2、分别在两根曲线上任作一点C和D。分别度量C和D的坐标。
3、将点C和点D拖动到两轨迹相交的地方,可以用方向键进行微调,直到两动点的坐标值相同为止。为方便使两动点的坐标值相同,可以拖动坐标系的单位点,将轨迹相交的地方放大。
4、根据动点坐标值,用绘图/绘制点功能绘出该点。
在新版几何画板中,对于直接采用绘图/绘制新函数而不是采用轨迹法作出来的曲线,可以直接构造曲线的交点。 二、求方程f(x)=0的实根
实际就是求函数曲线和x轴的交点。下面以求f(x)=2*x3-5*x2-6*x+4=0的实根为例。 1、通过绘图/绘制新函数功能绘出f(x)=2*x3-5*x2-6*x+4的曲线。 2、选中函数曲线和x轴,构造其交点,然后度量交点的坐标。 三、求函数的极值和极值点
方法:求函数f(x)的导函数f/(x),求f/(x)=0的实根x0,则点(x0,f(x0))可能为函数f(x)的一个极值点,其极值为f(x0)。下面以函数f(x)=x3-2*x2-3*x+3为例。
1、通过绘图/绘制新函数功能绘出f(x)=x3-2*x2-3*x+3的曲线。
2、选中f(x)=x3-2*x2-3*x+3函数式,通过数据/定义导函数功能求得导函数式f/(x)=3*x2-4*x-3。选中导函数式f/(x)=3*x2-4*x-3,通过绘图/绘制函数功能绘出f/(x)=3*x2-4*x-3的曲线。
3、构造f/(x)=3*x2-4*x-3的曲线和x轴的交点,度量交点的坐标。
4、建立参数x1和x2,设其值为两交点的横坐标。计算f(x1)和f(x2)的值,即为所求的极值。依次选中x1和f(x1)的值构造出函数f(x)的一个极值点E(x1,f(x1)),同理构造出另一个极值点F(x2,f(x2))。 四、函数曲线的叠加
下面以f(x)=sin(x)+2、g(x)=cos(x)+1的曲线的叠加为例。
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1、通过绘图/绘制新函数功能绘出f(x)=sin(x)+2、g(x)=cos(x)+1的曲线。建立函数h(x)=f(x)+g(x)并绘制其曲线。将上述曲线用虚线显示。
2、在g(x)曲线上任取一点A,分别度量点A的横坐标XA和YA。 3、计算Y1=f(XA)+YA的值,依次选中XA和Y1的值,绘出点B。
4、作线段AB,在线段AB上任取一点C。选中点A、点C作轨迹,将轨迹用蓝色粗线显示。
5、在f(x)曲线上任取一点D,分别度量点D的横坐标XD和YD。 6、计算Y2=YD+g(XD)的值,依次选中XD和Y2的值,绘出点E。
7、作线段DE,在线段DE上任取一点F。选中点D、点F作轨迹,将轨迹用红色粗线显示。
8、依次选中点对C和A、F和D作移动按钮,改标签为还原函数曲线。再依次选中点对C和B、F和E作移动按钮,改标签为叠加函数曲线。
五、求圆锥内接圆柱的体积的极值
1、作圆锥:利用两个同心圆作椭圆,椭圆的长半轴为OB,过点O作OB的垂线,在垂线上方任取一点H,作线段OH并隐藏垂线。在椭圆上作一任意点C,作线段OC、HC。选中点C和线段HC,构造出线段HC的轨迹,最终得圆锥HAB。
2、作圆锥内接圆柱:
1)在OC上取点K,选中点C、K作轨迹,得小椭圆,即内接圆柱的下底。
2)过点K作OH的平行线,交CH于点P,作线段KP并隐藏平行线。选中点C、P作轨迹,得小椭圆,即内接圆柱的上底。
3)选中线段KP和点C作轨迹,得内接圆柱的侧面。将点C移至点A。
3、度量OK的距离并改标签为r,度量KP的距离并改标签为h,计算V=πr2h的值,计算V'=V/1cm2,标记该度量值。
4、作H-V坐标系:在OB的延长线上截取线段O'V作为横轴,即V轴,过点O'作O'V的垂线,在垂线上方取一点H,连接O'H作为纵轴,即H轴,隐藏垂线及延长线。用自定义工具/箭头工具/无线箭头(中)给两轴线加上箭头。
5、作v-h曲线:将O'点按标记向量KP平移,得h点,将O'点按标记值V'水平移动,得点v,将h点按标记值V'水平移动,得点x。选中点K、x作轨迹,得h、v关于r的函数曲线。
6、选中点K作动画按钮,设点x为追踪状态。
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