几何画板是一个作图和实现动画的辅助教学软件,用户可以根据教学需要编制出相关的图像和动画过程。几何画板是适用于数学、平面几何、物理的矢量分析、作图,函数作图的动态几何工具。 直角坐标情形下设函数在区间上具有一阶连续的导数,由此计算曲线的长度。那么怎样用几何画板求曲线弧长呢?下面将举例讲解求曲线弧长的方法。 比如求函数f(x)=x3-3x+3在递减区间上的曲线弧长,具体的操作步骤如下: 步骤一 先画出它的图象。单击菜单栏上的“绘图”命令,选择“绘制新函数”选项,输入函数解析式,单击“确定”。 ![]() 执行“绘图”——“绘制新函数”画出函数图像示例 步骤二 求出它的递减区间。求函数的导数,f′(x)=3x2-3=3(x2-1),显然当x<-1或x>1时,f′(x)>0;而当-1≤x≤1时,f′(x) ≤0,所以递减区间为[-1,1]。-1或x> ![]() 利用导函数求函数的递减区间示例 步骤三 算出端点的纵坐标。选择“度量”——“计算”命令,单击函数解析式,输入自变量的值,单击“确定”。先后算出f(-1)=5,f(1)=1。 ![]() 执行“度量”——“计算”算出端点的纵坐标示例 步骤四 画出递减区间的两个端点。单击“绘图”菜单,选择“绘制点”,输入坐标(-1,5),单击绘制;再输入坐标(1,1),单击绘制,然后点完成。这样区间端点就画出来了。 ![]() 画出递减区间的两个端点示例 步骤五 新建参数。单击“绘图”,选择“新建参数”,新建参数t1=100,单击“确定”。 ![]() 执行“绘图”——“新建参数”新建参数t1示例 步骤六 选择自定义工具。单击自定义工具,选择“函数工具”——弧长,如下图所示。 ![]() 在自定义工具下选择求弧长的函数工具 步骤七 计算弧长,注意操作顺序。单击函数解析式,再单击参数t1,然后移动鼠标,对准递减区间的左端点单击一下;继续移动鼠标,对齐右端点时单击一下。这时,弧长数值就显示出来了。 ![]() 在几何画板中计算弧长示例 注意:这步严格要求对准端点,怎么看对准了没有呢?一是看颜色,点周围出现浅绿色光环,二是看数值,单击时显示的数值和我们求出的端点横坐标相同,这就说明对准了。 以上给大家举例讲解了用几何画板求曲线弧长的方法,运用了几何画板求导函数和自定义工具下的函数工具,大家参照教程多多练习,即可熟练掌握。 几何画板提供丰富而方便的创造功能使用户可以编写出自己需要的教学课件。 |
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