立体画板

 

 

 

1. 立体画板教程

 

1.1 作者

陈剑平,任职于河北省涿鹿中学。

 Qq357206077         微信:chenjianping19631105    

Email1chenjianpingds@163.com

Email2357206077@qq.com

《立体画板》是一款全新的,完全由本人独立设计、制作的软件,各种功能在不断完善中,其操作方法简单,功能强大,与中学教学完善融合,操作方法上力求与《几何画板》一致,只要会用《几何画板》,就会用《立体画板》。

也欢迎有识之士合作、交流。

1.2 安装和注册

系统需求

运行画板的计算机必须具备:

1 操作系统:Win2000/NT/XP/Win7/win10。不同系统下载不同的版本。

2Win7中,建议“禁用桌面效果”,。

3显示卡:1024/768真彩色,支持OpenGL指令集。

       4 打开软件后,点击注册按钮,可看到序列号。把序列号发给软件作者,索要注册码。

注册

注册后功能不受限制。注册后终身免费升级。

1.3 概述

本画板力图克服以往一些立体画板的不足,并尽量保持平面《几何画板》的一些风格,使得使用者能够方便使用。

目前软件正在不断完善修改之中,也请各位使用者提出宝贵意见。能够提供帮助更是求之不得。

《立体画板》2.15版和大家见面了。

   

本画板提供5种几何体类型。具有迭代功能。如下图为迭代功能做出的图形。

 

 

注册功能作了重大改进,这样以前的序列号和密码不能再用,所以这次升级后一段时间内继续免费注册。对此带来的不便请谅解。

软件不断更新中,功能不断增加,用户可在以下位置下载最新软件、教程和课件:

1 在我网站:www.jianpinghuaban.com

2 到立体画板qq群:3023217773

3在我Qq357206077空间的日记中下载最新版本。(更新慢)

 

1.4 界面介绍

              以下的工具区对应于“构造”菜单

 

        当没有画图的前提条件被选中时,工具按钮是灰色的。当我们选中画板中的两个点,则此时的工具条上的线段、直线、球等工具按钮颜色加深,点击这些按钮,则会画出相应的图形。

       工具栏右侧分别是:坐标系显示按钮、计算器按钮、初始化旋转参数按钮,以及点的大小、线的类型设置按钮、棱柱棱台棱锥构造工具按钮。

      工具栏左侧分别为:线、圆、球以及平行线、垂线、圆上点、线上点构造工具按钮。

3.4

  从左到右分别是:颜色、标签、五种几何体类型、显示全部对象、动画、显示、页操作工具按钮。

3.5 拖动工具条的左边,可把工具条放置在画板的左侧,也可把工具置于悬浮状态。

3.6 选择工具。

3.6.1点击选择工具后可对对象进行各种操作。点击对象后,再拖动鼠标,则移动点对象,从而达到移动几何体的目的。

3.6.2 在一次点击后,可能同时选择了多个过元素,这时可在同一个位置连续点击,则可选择各个单独的元素。

1.4.1 主界面

 

   

主界面第一行为主菜单,主菜单的主要菜单项功能都做成了工具,放在上边和两侧的工具栏中。

上面工具栏的右边的页操作按钮和选页下拉菜单。

1.4.2 画图工具栏

 

         以上的工具区对应于“画图1”菜单

        以上的工具分别为:选择工具,点工具,线段工具,射线工具,直线工具,球工具,圆工具,圆盘工具,三角形工具,三角形面工具,圆柱圆锥圆台工具,文本框工具。

1.4.3 构造工具栏

   以下的工具栏对应于“构造”菜单 

       当没有画图的前提条件被选中时,工具按钮是灰色的。当我们选中画板中的两个点,则此时的工具条上的线段、直线、球等工具按钮颜色加深,点击这些按钮,则会画出相应的图形。

     工具栏右侧分别是:坐标系显示按钮、计算器按钮、初始化旋转参数按钮,以及点的大小、线的类型设置按钮、棱柱棱台棱锥构造工具按钮。

      工具栏左侧分别为:线、圆、球以及平行线、垂线、圆上点、线上点构造工具按钮。

1.4.4 设置工具栏

  从左到右分别是:颜色、标签、五种几何体类型、显示全部对象、动画、显示、页操作工具按钮。

 

1.4.5 工具栏放置

拖动工具条,可把工具条放置在画板的不同位置,也可把工具置于悬浮状态。

1.4.6 选择工具

点击选择工具后可对对象进行各种操作。点击对象后,再拖动鼠标,则移动点对象,从而达到移动几何体的目的。

       在一次点击后,可能同时选择了多个过元素,这时可在同一个位置连续点击,则可选择各个单独的元素

 

1.5 主界面

 

   

主界面第一行为主菜单,主菜单的主要菜单项功能都做成了工具,放在上边和两侧的工具栏中。

上面工具栏的右边的页操作按钮和选页下拉菜单。

1.6 画图工具栏

 

         以上的工具区对应于“画图1”菜单

        以上的工具分别为:选择工具,点工具,线段工具,射线工具,直线工具,球工具,圆工具,圆盘工具,三角形工具,三角形面工具,圆柱圆锥圆台工具,文本框工具。

1.7 构造工具栏

   以下的工具栏对应于“构造”菜单 

       当没有画图的前提条件被选中时,工具按钮是灰色的。当我们选中画板中的两个点,则此时的工具条上的线段、直线、球等工具按钮颜色加深,点击这些按钮,则会画出相应的图形。

     工具栏右侧分别是:坐标系显示按钮、计算器按钮、初始化旋转参数按钮,以及点的大小、线的类型设置按钮、棱柱棱台棱锥构造工具按钮。

      工具栏左侧分别为:线、圆、球以及平行线、垂线、圆上点、线上点构造工具按钮。

1.8 设置工具栏

  从左到右分别是:颜色、标签、五种几何体类型、显示全部对象、动画、显示、页操作工具按钮。

 

1.9 命令工具栏

      以下工具对应于“编辑”菜单的“操作类按钮”

           

       第一个工具用于构造文本对象,第二个目前不可用,后两个用于制作动画按钮,和制作显示按钮。

1.10 几何体的类型

          本画板设置了5种几何体,可灵活得运用于不同的场合。

     这5种几何体类型分别是:线框体,实心体,线框体2,混合体,纯线框体。

     以下是球体的5种几何体类型

 

 

4.2 除几何体外,点和线也有这几种不同的类型。在下图的左图中球体中可看到一个点,这个点的几何体类型是“线框体2”,这个点被球体遮挡,但是仍然显示 ,而在下图中,这个点的几何体类型改为另外3种类型之一,则该点被遮挡,不能显示。

                     

4.3 从下图可看到“线框体2”的线与非“线框体2”类型的线的不同效果

4.4 设置不同几何体类型的工具按钮如下图

1.11 场景平移旋转缩放

 用Ijkm4个按键控制上下左右方向的平行移动
 
O,P,{,},:,”6个健控制不同方向的旋转
 
也可移动画板边上的条来移动画板图形的位置。

 点击“旋转”菜单进行旋转。

 缩小和放大:键盘按键“<”缩小,“>”放大。

 点击键盘上的方向键:向上,向左,向右,向下,几何图形分别以正视,左视,俯视和正等测的模式显示。

 

1.12 构图

构图的方法主要有4种:用“画图1”菜单、“画图2”菜单、“构造”菜单、用相关的工具。

 

1.12.1 画图1

 

1.12.1.1 自由点

   

                               

         

首先用左侧和上面的的工具按钮,选择适当的点有大小,线的宽度,线的类型,还有虚线的类型,以及几何体的颜色,设置后若不改变,则所设置的属性对后面画的几何体均有效。

    画自由点:点击左侧工具栏的点工具,然后在画板处任意点按鼠标左键,再移动鼠标,再松手,则得到空间点。按下的位置决定了点的xy坐标,移动鼠标则决定点的z坐标。

在选择状态下(按下点工具左边的选择工具按钮),点按鼠标左键后,再按住“ctrl”键,并移动鼠标,则可改变点的z坐标。

    完成作图后,要点击选择状态按钮,回到选择状态。

1.12.1.2 圆和圆盘

可用作自由点方法作出圆和圆盘。但是要注意:

圆和圆盘是由三个点来控制的,第一个点为圆心,第二个点为圆上的点,第三个点是圆所在平面上的点,也就是用三个点来共同确定圆所在的平面。

1.12.1.3 正方体

方法1:先做一个任意的4棱台,然后再适当的改变三个控制点的位置,则可得到正方体的图形。

方法2:  执行“画图1”“两点立方体”菜单命令,然后在画板的两个位置上点击两下,则得到一个立方体,在点击第二次时,应该按下“Ctrl”键,且向上拖动鼠标,这样得到的点的z坐标是非0的,否则得到的是一个平面的图形。再适当移动这样个点的位置,可把他调节为一个正方体。

这两个点分别是正方体的对角线上的两个点。

方法3:执行“画图2”“绘制标准正方体”菜单命令,则得到一个标准的正方体,同时得到了8个顶点。其边长不能改变,但是可点击键盘上的“<”、“>”进行缩放。

方法4: 执行“数据”“新建参数”菜单命令,新建3个参数,其值分别设置为0。再选中这3个参数,执行“构造”“由参数构造点”菜单命令,则得到一个点。再新建3个参数,其值分别设置为100,选中这3个参数,执行“构造”“由参数构造点”命令,则得到另一个点。选择这两个点,执行“构造”“两点长方体”菜单命令,则得到一个边长为100的长方体。

方法5:先做出8个顶点,再用构造平行四边形面的方法,做出6个面,从而得到正方体。

方法6:  先任意做4个点,执行“构造”,“各种几何体”,“长方体”命令,得到一个长方体,再把4个控制点调整到适当的位置。

1.12.1.4 其它点

线上点:在做点的状态下,用鼠标在线上点击,则得到线上的点。该点为半自由点, 可在线段上移动,为该线段的子对象。

圆上点:用同样方法可做出圆上的点

1.12.1.5 移动几何图形

拖动构成几何体的自由点即可移动几何体的位置。

需要注意的是,做一个如下图的球体,其球心被遮挡,如何移动球心和球体?

方法一,点击选择工具按钮,用鼠标拖动球体所在的区域,则球体连同两个控制点被选中,再用鼠标拖动,则几何体可进行移动。

 

     方法二:在选择状态下,点击球体,球体被选中,再点击工具按钮“显示”,则得到一个“显示”按钮,点击这个按钮,则球体被隐藏,球心显示出来,移动这个球心,则点击“显示”按钮,则球体发生了移动。

     方法:拖动选择球所在的区域,把几何体的类型设置为虚实线框体,则可看到被遮挡住的点。

1.12.1.6 作其它图形

    可用作自由点方法作出线段,射线,直线,球,圆,圆盘,三角形,三角形面,圆台,三棱台,四棱台,五棱台,六棱台,八棱台,十二棱台等。

其中在做线和球时,要点击两次,因为这几种图形是由两个点来控制的。

再做其他图形时,则要点击三次或更多次。

移动这些点,则可改变几何体的位置和形状。

1.12.2 画图2

New Topic.

1.12.2.1 画坐标平面

         执行“画图2“绘制坐标平面”菜单命令,则得到如下图所示的三维坐标平面。

用户还可改变坐标平面的颜色。

1.12.2.2 画坐标轴

 

   画板初始就有立体坐标系如图所示。用户可以执行“设置”“隐藏与显示坐标系”对该坐标系进行隐藏和显示。用户对该坐标系不能进行编辑操作。

      执行“画图2“绘制坐标系”菜单命令,可得到如下图所示的空间坐标系。用户可对该坐标系进行隐藏,删除,以及修改标签等操作。

1.12.2.3 画标准正方体

(插图所在文件:2正方体.chb)

执行“画图2”,“绘制标准正方体”菜单命令,则可画出如下图所示的标准正方体。

1.12.3 构造菜单作图

 

1.12.3.1 圆台

 在画板上做3个自由点,在选择状态下用鼠标拖动,选择这3 上自由点,则构造圆台的工具按钮加亮,点击这个按钮,则得到如图所示的圆台。也可用“构造”菜单来做出圆台。改变3个控制点的位置,则圆台可变形为圆柱和圆锥。

 

3个自由点分别为圆台的底面中心、底面圆上点,上底面圆上点。

1.12.3.2 平行六面体

     4个空间点,依次选择这4个点,执行“构造”,“平行六面体”菜单命令,则得到一个平行六面体。要注意的是,这4个点是平行六面体上从同一点出发的3条棱上的点,其中的第一个点必须是这3条棱的公共顶点。

 

1.12.3.3 平行线

 构造平行线。选择三个点,用“构造”菜单,或者点击工具按钮 ,则得到过第一个点,平行于过另外两个点的直线的平行线。

 

   选择一个点,和一个线对象,用上面的同样方法可做出过点,平行于这条直线的直线。

1.12.3.4 垂线

 选择一个点,和一个线对象,点击“构造”菜单或者点击按钮“可做出过点,垂直于这条直线的直线。

 

1.12.3.5 线上点

构造线上点。选择一个线对象(线段,射线,直线 等),点击按钮 ,则得到线上的点对象,这是一个可用鼠标移动的点。

 

 

1.12.3.6 圆上点

选择一个圆,点击圆上点按钮“”,则得到圆上点,可拖动该点,改变位置。

1.12.3.7 参数点

     由参数构造点。用“数据”“新建参数”菜单命令,新建3个参数(也可用“数据”“计算”菜单命令建立参数,或者用度量菜单建立参数),选择这3个参数,再用“构造”“由参数构造点”菜单命令,则得到以三个参数为坐标的空间点。

1.12.3.8 面的垂线

       构造面的垂线。做4个点。选择这4个点,用“构造”“面的垂线”菜单命令,则得到过第一个点,且和过后3个点的平面垂直的直线。

   做一个点,做一个三角形,选择他们 ,用“构造”“面的垂线”,则得到过这个点,且垂直于三角形所在平面的直线。

 

1.12.3.9 3点球体

   先任意做三个点,再依次选择这3个点,执行“构造”,“各种几何体”命令,则得到一个三点球。

  这里的第一个点是球心,第二个点是球面上点,同时也是赤道上的点,第三个点用来确定赤道面。

1.12.3.10 旋转体

        1 线段的旋转体。

  线段的旋转体有两种,一种是有参数的旋转体,一种是无参数的旋转体。

  做无参数的旋转体:先做一条线段,再做一条线段(或射线,或直线),依次选择这两个对象,执行“构造”,“旋转体”命令,则得到以后一条线为旋转轴的旋转体。如下图所示

2 做含参数的旋转体: 先做两条线段,再新建一个参数(也可以是计算参数),依次选择这两条线段和参数,执行“构造”“旋转体”菜单令则得到如下图所示的旋转体。

选择旋转体,执行“编辑”“属性”命令,可得到如下图的属性对话框,在这个对话框中可修改旋转是否封闭的属性,也可改变旋转体的经密度和纬密度,

不同的密度旋转体如下图

     也可改变两条线段的位置,得到不同类型的旋转体。甚至于得到扭曲的旋转体。

  以下是旋转体示例图 (插图所在文件:1旋转体.chb

 

     

       圆弧的旋转体。

圆弧的旋转体也有两种,一种是不含参数的旋转体,一种是含参数的旋转体。

首先做不含参数的旋转体。

任意做三个点,选择这三个点,执行“构造”,“三点弧”菜单命令,则得到过三点的圆弧对象。再任意做一条线段(或射线、直线,此为旋转轴)。选择弧对象和线段对象,执行“构造”,“旋转体”菜单命令,则得到圆弧的旋转体对象,如图所示(图形所在文件:12弧的旋转体.chb)。

    

选择这个对象,执行“编辑”,“属性”菜单命令,在得到的对话框中,勾选“是否封闭”单选按钮,则旋转体处于封闭状态,如下图所示。同时也可修改纬密度。也可改变圆弧的三个点和旋转轴,得到不同的旋转体。

 

再做含参数的旋转体。

同上做三点圆弧和线段,再执行“数据”、“新建参数”命令,新建一个参数,参数的值可设置为0360,再依次选择圆弧、线段、参数,执行“构造”,“旋转体”菜单命令,则得到由参数控制的旋转体,如下图所示。选择这个参数,点击“动画”工具按钮,得到一个动画按钮对话框,设置动画参数的范围为0360,则可得到参数的动画按钮,点击该按钮,可看到几何体的动画形成过程。

1.12.3.11 三棱锥

任意做4个点,依次选择这4个点,执行“构造”,“各种几何体”,“三棱锥”菜单命令,则得到一个三棱锥。

1.12.3.12 多边形

   先任意做向个点(不超过10个),依次选择这些点,执行“构造”,“多边形”,则可得到多边形。

   这些点可以同一个平面内,也可不在同一个平面内。

1.12.3.13 多棱柱

做出如下图所示的柱体的做法如下:

先任意做6个点,这时A,B,C,D,E5个点是在一个平面内的。点F在平面外。

依次选择点F,A,B,C,D,E。执行“构造”,“各种几何体”,“多棱柱”命令,则得到如下图所示的5棱柱。

用这种方法最多可做出9棱柱。

另外就是这5个点也可不在同一个平面上,这时也能做出几何体,只不过不是棱柱。

1.12.3.14 多棱锥

 

只需要把多棱柱中的命令改为:执行“构造”,“各种几何体”,“多棱锥”,则得到如下图所示的棱锥。

1.12.3.15 点的轨迹

     做点的轨迹有两种方法,一种是由一个自由参数和一个点构造轨迹,点必须是参数牟子对象。一种是由一个线上点或者圆上点,或者是圆弧上点对,和做为他们子对象的点构造。

       一 由参数构造点的轨迹(图形所在文件:15点的轨迹.chb

       做图步骤:

1建立一个自由参数t

2执行“数据”,“计算”命令,做计算50*cos(10*t),

  3 建立自由参数2,值设置为0

选择参数1,计算参数,参数2,执行“构造”,“由参数构造点”命令,得到一个参数点,

选择参数1和参数点,执行“构造”,“轨迹”命令则得到如下图所示的轨迹图象。

 

      二  由圆上点(也可是其他线上点,圆弧上点)构造点的轨迹(图形所在文件:15点的轨迹2.chb

     做图步骤:

1画一个圆,在圆上做一个自由点A

2任意做一个自由点B

  3 做线段AB,并做其中点C

4选择点AC执行“构造”,“轨迹”命令,则得到点A运动时,点C的轨迹。如下图。

1.12.3.16 线的轨迹

        线的轨迹由一个半自由点(线段上点,圆上点,或者圆弧上点)和一个做为他们子对象的线段来构造。(图形所在文件:16线的轨迹.chb

做图步骤:

1 做一条线段,做线段上的点;

2 依次选择线段的两个端点和线上点,执行“度量”,“比”命令,得到一个比值参数t

3 新建参数x,值设置为0

4 由计算菜单,做计算:50*sin(1000*t)400*t;

5 依次选择参数x,和两个计算参数,招行“构造”,“由参数构造点”命令,得到一个点,标签设置为P

6 执行“绘图2,“绘制坐标系”命令,绘制坐标系,在x由上做一个自由点,选择坐标原点和这个点,执行“变换”,“标记向量”命令;

7 选择点P,执行“变换”,“平移”命令得到一个平移点,标记为Q,选择点PQ,执行“构造”,“线段”命令,得到一条线段;

8 选择线上点 和这条线段,执行“构造”,“轨迹”命令,则得到线段的轨迹,如下图

1.12.3.17 参数曲线

所在文件:参数曲线.chb

做法:新建3个参数,标签为rht。再做计算参数,标签设置为x,y,z,其值为x=r*sin(10*t),

Y=r*cos(10*t),z=t.

     选择参数t,x,y,z,执行“数据”,“新建参数曲线”命令,则得到一条参数曲线。

 

 

这时还需要修改有关参数。选择这条曲线,执行“编辑”,“属性”命令,得到对话框如下图

把初始值设置为0,终值设置为360,并且加大参数曲线精度。则得到正常的参数曲线如下图所示。

 

修改参数r,则可改变螺线的半径。

1.12.3.18 四边形环

四边形环:选择5个点,执行“构造”,“四边形环”菜单命令,则可得到四边形环,如下图所示,其中的3个点用来控制四边形,后两个点用来控制中间的环形大小。

 

1.13 创建文本

执行“构造”,“添加文本”菜单命令,或者点击工具栏带字母A的工具按钮,则出现添加文本的对话框。可在对话框上输入文字,设置字号。点确定,则得到一个文本对象。选择这个对象点击右键,弹出菜单,点击颜色菜单可改变文本的颜色。双击这个对象,可出现对话框对其进行编辑,同时修改字号和颜色等。支持少量的字体。

 

 

   创建文本对象的同时也创建了一个背景色的文本选择框,它会遮挡几何图形对象,为了解决这个问题,可执行“设置”,“显示与隐藏文本选择框”菜单命令,则可隐藏这个选择框。隐藏这个选择框后,则所有的文本对象不能被选择,这时可重复上述的菜单命令,显示文本选择框。

1.14 创建图片

创建图片:执行“构造”,“创建图片”菜单命令,可创普通图片和环形图片。

创建图片后,可缩放图片:选择图片后,拖动图片的4个角,可缩放图片,若按下“shift”键,再拖动图片的4个角,则图片保持纵横比例缩放。

要注意的是,这里的缩放只是显示的缩放,图片文件的大小并不改变,若创建太多的,文件大的图片,程序运行速度会变慢,所发应该尽量粘贴一些文件小的图片。

 

1.15 贴图

  在几何体的表面可以贴图,选择几何体,然后执行“构造”,“贴图”菜单命令,则可在几何体的表面进行贴图,如下图所示。

    目前支持贴图的几何体有:四点长方体,四边形环,球体、四边形面,旋转体,平行六面体等。

      

1.16 图形的选择

      在对象上面点击,或者拖动鼠标,则点击或者拖动区域范围内的对象被选 中。

      被选中的对象变为红色。

      若一次点击,选中了多个对象,而只想选

1.17 图形的拖动和变换

          可对各种图形进行平移、旋转、缩放、投影、裁剪等各种变换。

1.17.1 拖动图形

          几何图形都是由点的位置和参数的大小来控制的,改变点的位置或者改变参数的大小,则可改变几何图形的位置和形状。

     如若要改变一条线段的位置。则可拖动两个端点,则线段的位置发生改变。若只拖动线段,则线段的位置并不改变,因为线段是由点来控制的。

          也可对场景进行平移、旋转、缩放变换,图形则随之移动。

1.17.2 变换量的设置

     1 设置中心。选择一个点,执行“变换”“标记中心”命令,则该点标记为中心。

     2 设置旋转轴。选择两个点,或一条线,执行“变换”“标记轴”命令,则过该两点的线,或以该线标记中旋转轴。

3 标记角,选择3个点,执行“变换”“标记角”命令,则标记由这3个点所成的角。也可选择一个参数对象,执行“变换”“标记角”命令,则标记由这个参数的值表示的角(目前角的单位为角度制)。

4 标记比。选择3个点,执行“变换”“标记比”命令,得标记以这3个点位置所确定的比。今后将增加由参数来标记比的功能。

5 标记向量。选择两个点对象,执行“变换”“标记向量”命令,则标记以这两个点所确定的向量。

1.17.3 平移

     标记向量后,选择一个对象 ,执行“变换”“平移”命令,则得到一个平移对象。

 

1.17.4 旋转

        旋转。在设置好旋转轴和角之后可进行旋转变换。选择一对象,执行“变换”“旋转”命令,得到如下图的对话框,点击确定,则得到旋转对象。在此对话框中点击“按标记的角”按钮,输入适当的角度值,则得到按固定角旋转的变换图形。

        这里对标记的角作一个参数动画,则可产生几何图形的旋转动画。

 

 

 

1.17.5 缩放

    在设置好中心和比之后可进行缩放变换。选择一对象,执行“变换”“缩放”命令。,则可得到缩放对象。

1.17.6 投影到坐标面

 

 先做投影面(此步可省略):执行“绘图”,“绘制坐标系”菜单命令,则得坐标系,然后选择点z,o,

y,执行“构造”,“平行四边形面”命令,得到yoz投影面。

  任意做一个几何图元对象(点、线、面、体均可),如图做了一个圆台。选择该圆台,执行“变换”,“投影到yoz平面,则得到投影对象,如下图中的侧视图。(图形所在文件:11投影演示.chb

 也可做出投影过程图:执行“数据”菜单命令,新建一个参数对象,选择该对象 点击“动画”工具按钮。

在得到如下图中的对话框中,设置周期为2000(毫秒),范围是01,方向为双向。点确定则得到参数的动画按钮。选择参数对象和圆台,执行“变换”,“投影到xoz平面”菜单命令,则得到正视图,如上图所示。点击动画按钮,得可得到圆台投影到投影面,以及复原到圆台的投影演示动画。

     在上面的过程中,要注意选择对象的次序,是先选择参数对象,再选择圆台。

1.17.7 裁剪

    选择一个图元,同时选择若干个平面(不超过9个),执行“变换”,“裁剪”命令,则得到裁剪图形。如下图是由一个旋转体和一个平面得到的裁剪图形。改变平面的位置,则可动态的改变裁剪图形的形状。

    

    以下是一个被三个面裁剪的球面图形

    

这里的平面可以是:三角形面,四边形面,圆,圆盘等。若选择的所有图形都是以上的面,则第一个图形被另外的面裁剪。

裁剪之前的图形被自动隐藏,若要显示原来的图形,可执行“显示”,“显示所的图形”命令。

另外需要注意的是裁剪平面是有方向的。由构成平面的三个点,按照右手定则,得到平面的法向量的方向。用这个平面做裁剪变换后,则平面法向量方向的几何部分被裁剪掉。

1.17.8 中心对称

选择一个点对象设置为中心,选择一个对象,执行“变换”,“中心对称”菜单命令,则得到中心对称图形。

1.17.9 迭代

举例1:球的迭代

做一个球体,把球心A的几何体类型设置为虚实线框,这样点P不能被球体遮挡,便于操作。

做一个自由点P,,再任意做4个点,标签设置为B,C,D,E。接下来可用这4个点来标记向量3个向量,对点P进行平移,平移后的点标记为Q,R,S

选择点A,P,执行“变换”,“标记向量”命令,选择球体,执行“变换”,“平移”命令,平移这个球体到点P的位置。得到球2.

再新建一个参数n,值设置为3,做为迭代次数。

选择点P,参数n,执行“变换”,“迭代”命令,得到如下的对话框。这时点击点  Q,则点Q补设置为初像1

这时对话框变为右图所示。点击点R,则点R被设置为初像2。同样方法,把点S设置为初像3.

再把“点对象”,“线对象”,“面对象”前的勾去掉,点击确定,则得到迭代对像,如图所示。

  

 

这时改变球2的几何体类型,颜色,则迭代几何体的类型和颜色也同时改变。隐藏球2,则迭代图形也隐藏。迭代几何体继承了球2的一些属性。

改变向量,也可改变迭代图形。

 

迭代例2:四面体的迭代(所在文件:迭代图2.chb)

  任意做4个点,标记为A,B,C,D,.再分别连结这4个点,组成一个4面体,再做各棱的中点,如下图所示

再新建一个参数,标记t,值设置为3.

选择点A,B,C,D,和参数t,执行“变换”,“迭代”命令,在出现的对话框中,去掉“点对象”,“面对象”,“体对象”前面的勾,然后点击点A,H,I,J,.再点击增加映射,点击点B,H,E,G..再点击增加映射,点击点C,I,E,F.再点击增加映射,点击点D,J,F,G,再点击确定,则得到迭代图形如下图所示。

若把参数t的值修改为2,则如下图所示。

1.17.10 点的投影

选择一个点和一条线,执行“构造”,“各种点”,“点到线的投影”命令,得到点到线的投影点。

选择一个点和一个面,执行“构造”,“各种点”,“点到面的投影”命令,得到点到面的投影点。

 

1.18 命令按钮

命令按钮包括:显示、动画、移动、组合4种按钮。

1.18.1 显示按钮

显示按钮。选择画板中的任意对象 点击“显示”按钮(或相应的菜单命令),则得到如下的对话框,在其中编辑栏里输入显示按钮的标签,点击确定,则得到一个对象的显示按钮,点击该按钮,则可显示或隐藏对关的对象。

                      

1.18.2 动画按钮

    动画按钮(以下图形所在文件:7动画按钮.chb

1  点的动画按钮。选择圆上点,或线上点,点击“动画”按钮(或相应菜单命令),则得到如下的对话窗口,在其中可设置动画的周期和按钮上的文本,点击“确定”,则得到该点的动画按钮,点击该按钮,则点可在线上按设置的周期在圆(或线)上运动。

                          

  2     参数的动画。选择一个自由参数,执行“编辑”,“操作类按钮”,“动画”菜单命令,得到如下的对话框,进行适当的设置即可得到一个参数的动画按钮。

    用户还可对动画按钮进行编辑,选择该按钮对象,执行“编辑”,“属性”菜单命令,则可得到如下图的对话框,然后进行适当的设置。

1.18.3 移动按钮

       点的移动:

         1自由点到任意点的移动。选择一个自由点和任意的一个点,执行“编辑”,“操作类按钮”,“移动”菜单命令,则得到一个移动按钮,点击这个按钮,则自由点向这个任意点移动。

        2  圆上点到圆上点的移动。选择两个圆上点,执行“编辑”,“操作类按钮”,“移动”菜单命令,则得到一个移动按钮,点击这个按钮,则第一个圆上点向第二个圆上点移动。

        3  线上点到线上点的移动。选择两个线上点,执行“编辑”,“操作类按钮”,“移动”菜单命令,则得到一个移动按钮,点击这个按钮,则第一个线上点向第二个线上点移动。第二个线上点可以是线的端点。

          课件示例:所在文件:三棱锥的体积.chb

               

     参数的移动:

     选择一个自由参数和其它的参数,执行“编辑”,“操作类按钮”,“移动”菜单命令,则得到一个移动按钮,点击这个按钮,则自由参数逐渐变为其它参数的值。

7.4 组合按钮。同时选择若干个显示,动画,移动,系列按钮,执行“编辑”,“操作类按钮”,“系列”菜单命令,可得到一个组合按钮,点击这个按钮则可同时执行各个按钮的动作。

  可把组合按钮的类型设置为“分步”,或者是“同时”。

 

1.18.4 组合按钮

    同时选择若干个显示,动画,移动,组合按钮,执行“编辑”,“操作类按钮”,“系列”菜单命令,可得到一个组合按钮,点击这个按钮则可同时或者单步执行各个按钮的动作。

1.19 页面操作

     点击页面工具“ ”,可得到如下的页面对话框,在对话杠中可添加、删除、复制页面,也要在左上边的编辑框中修改页面的标题。


1.20 对象的标签

    1 显示标签。执行“设置”“显示标签”菜单命令,则在后面所画几何图形时,自动加上了对象的标签

如下图

         2 显示与隐藏对象的标签。选择有关对象,执行“显示”“显示标签”命令。则可显示有关对象的标签。

选择有关对象,执行“显示”“隐藏标签”命令。则可隐藏有关对象的标签。

        3 改变对象的标签。

    选择该对象,执行“编辑”“属性”命令,得到如下图的对话框,在对话框中输入新的标签,点“确定”按钮即可。同时也可改变其是否显示标签的属性。

          4  移动标签的位置。

  选择该对象,按“c”键,这时标签颜色变红,再托动该对象,则标签的位置可改变位置。也可同时选择多个对象对其标签的位置进行改变。

1.21 参数

   1 执行“数据”“新建参数”命令,得如图所示的对话框,在其中输入参数的值,参数的标签,则可新建参数对象,

         

      2,度量参数。选择点,执行“度量”“y坐标”命令,则可得到点的y坐标参数,

      3同样的方法可得长度,距离等参数对象。

      4 计算参数。执行“数据”“计算”命令,得到如图所示的对话框。在其中输入所需要的计算公式即 可。在计算的过程中也可点击画板上已经存在的参数加入计算公式。

       修改计算参数标签的方法:选择这个参数,执行“编辑”“属性”命令,在得到的对话框里可对其标签进行修改。

        双击计算参数,同样可弹出如下图的对话框,在其中可对公式进行编辑。

    对参数的修改功能目前还不完善,所以在做计算参数时,最好是一次性做好。

1.22 编辑菜单

    编辑菜单包括复制、剪切、粘贴、撤销等子菜单。

1.22.1 复制

   复制:选择某些对象,执行“编辑”,“复制”命令,再执行“编辑”,“复制”命令则可复制这些对象到内存。同时也复制所有的父对象。

1.22.2 剪切

 剪切:选择一个对象,执行“编辑”,“剪切”菜单命令,则可删除这个对象,删除这个对象的同时也删除了他的所有子对象。也可按“delete”键删除对象

 

1.22.3 粘贴

      点击粘贴按钮,可把已复制到内存的对象粘贴到画板上。

1.22.4 撤销

     点击撤销按钮可撤销之前的构图、创建操作类按钮等动作。

1.23 属性菜单

    1 选择一个对象,执行“编辑”“属性”命令,则可得到如下所示的对话框。在此对话框中可显示这个对象的子对象和父对象,也可修改该对象的标签,以及这个对象及其标签是否显示的属性。

     

     2 点击对话框中的父对象或者子对象,则可显示父对象或者是子对象的属性,并可对其进行修改。

     3 用属性功能还可修改旋转体的“是否封闭”,“纬密度”,“经密度”等属性。

     4 用属性功能还可修改动画按钮的“动画方向”,“速度”,“周期”,“范围”等属性。如下图。

     

         5  修改对象的颜色。选择要修改颜色的对象,招行“设置”“颜色”命令,出现三个菜单项:“点的颜色”、“线的颜色”,“面和几何体的颜色”,根据不同对象,招行不同的菜单命令,则得到如下的对话框。在对话框中选择想用的颜色,点“确定”按钮即可。(目前对话框左边的基本颜色不可用)

        6  修改点对象的大小。选择点对象,执行“设置”“点的大小”命令,进行选择即可。也可击点工具按钮进行修改

         7  修改线的类型和粗细。选择点对象,执行“设置”“线的类型和精细”命令,进行选择即可。也可点击如下的工具按钮

          8  修改线对象的几何体类型。线的几何体类型可参考界面介绍中的几何体的类型

            修改的方法是选择该线对象,,执行“设置”“几何体显示模式”命令,选择“线框体”,“实体”,“线框加实体”,“线框体2即可。也可直接点工具按钮

            9  修改几何体的类型方法同上。

 

1.24 右键菜单

   若选中一些对象后,点击鼠标右键,可出现常用的菜单项:属性,颜色,复制,删除,选择父对象,隐藏,显示标签,操作类按钮等。

     在空白处点击右键,可出现如下的菜单项:撤销,粘贴,显示所有对象,画图1,画图2,设置,创建文本等。

1.25 课件示例1

New Topic.

1.25.1 正方体与球

该课件的示例文件为:8球与正方体.chb,作法如下:

    1 做坐标平面 ,

   2 选择其中一个坐标平面上的对角线上的两个点,执行“构造”“线段”菜单命令,作一条线段。

   3 选择该线段,执行“构造”“线段的中点”命令,如下图所示,,这个中点记为点O

       4 点击工具条上的画线段按钮,然后在画板空白处拖动,则画出一条线段,

       5 点击工具条上的选择按钮,然后选择这条线段,执行“构造”“线段上的点”命令,则得到线段上的点,如上图所示。依次选择这三个点,执行“显示”“标签。。。”命令,得到下图所示的对话框,点击确定,则得到三个点的标签,如下图

 

      6 依次选择点AC,选择“变换”“标记向量”命令,

      7 选择点O,执行“变换”“平移”命令,得到一个平移点,再选择点O和这个平移点,执行“构造”“球体”命令,得到球体,如图所示

  在选择一个点时,若该点被一个平面所挡,可先给这个平面做一个显示按钮,隐藏该平面后再选择这个点,

 

  8 移动点C的位置,则球的大小可发生改变

  9 选择点C,点击工具条上的“动画”按钮,则得到点C       的动画按钮。点击该按钮,点C的位置开始移动,球的大小自动改变。选择该动画对象,执行“编辑”,“属性”菜单命令,把动画的方向设置为“双向”。

    

 

    

     10 还可为坐标平面做一个显示按钮,隐藏某个坐标平面,如下图。

 

     11 做正方体。执行“绘图”,“绘制标准正方体”菜单命令,则得到一个标准位置和大小的正方体如下图所示,从图中可清楚得看到正方体与球体的关系。若球体变小,可隐藏该正方体。

1.25.2 二面角

       1  做一个圆,并做圆上的一个点,如下图,选择如图中的三个点对象 执行“构造”“三角形面”命令得到如图所示的三角形面对象,

 

          再做一个点D,选择点D和前面所做的面对象,执行“构造”“面的垂线”,选择面的垂线,执行“构造”“线上的点”命令,得到线上的点E,再同样做点F。如上图。

        2 再做一个圆上的点P,选择这个点,点击工具按钮“动画”,得到圆上点的动画按钮。

    

 

        3 依次选择点M,E执行“变换”“标记向量命令”,选择点A,P执行“变换”“平移”命令,得到两个平移点。

依次选择点M,F执行“变换”“标记向量命令”,选择点A,P执行“变换”“平移”命令,再得到两个平移点。选择这4个点,执行“显示”“标签”命令,在得到的对象框中输入A1,则得到4 个点的标签,如上图。

        4 依次选择点A1,A3,F,执行“构造”“四边形面”命令。依次选择点A2,A4,F,执行“构造”“四边形面”命令。得到如图所示的二面角。

 

 

        5 点动画按钮,这个二面角可旋转变化。

        6  改变点MAPDEF的位置,则二面角可发生变形。

        7 选择二面角的面,执行“设置”“几何体的类型”命令,也可直接点击有关的按钮,几何体类型也可发生变化,如上图。

        8 也可在键盘上按键:J,M,K,I,N,B,以及方向健进行平移,旋转,缩放。

1.25.3 长方体的展开

           1 执行“画图2”,“绘制坐标系”菜单命令,执行“设置”,“显示与隐藏坐标系”命令,则得到用户可进行操作的坐标系,并隐藏参考坐标系,如下图所示。

 

          2 点击左上角的做点工具按钮,然后在三个坐标轴上点击,则得到三个坐标轴上的点。也可先选择坐标轴,然后执行“构造”,“线上的点”,也可做出这三个点。分别选择这三个点,执行“显示”,“标签…….”菜单命令,把这三个点的标签分别设置为“长”,“宽”,“高”,如上图。

16.3.3 做一个自由点,标签设置为“顶点”,选择点A1和“顶点”执行“变换”,“标记向量”菜单命令,再选择点“长”,“宽”,“高”,执行“变换”,“平移”命令菜单,则得到平移对象,分别选择这三个点,执行“显示”,“标签……”菜单命令,在标签栏键入“顶点1”,则三个点的标签分别被设置为“顶点2”, “顶点3”, “顶点4”,如下图。

 

再设置“顶点”到“顶点3”的向量,对“顶点2”进行平移,得的点标签设置为“顶点5”。

再设置“顶点”到“顶点4”的向量,对“顶点2”,“顶点5”,“顶点3”进行平移,得的点标签设置为“顶点6”,“顶点7”,“顶点8”。这时得到了长方体的八个顶点。如下图。

     4 执行“数据”,“新建参数”菜单命令,新建一个参数t,数值设置为60.

选择这个参数,点击工具按钮“动画”,得到一个对话框,如下图,把范围设置为090,方向设置为双向。标签设置为“展开与合并”。选择参数t,执行“变换”,“标记角”菜单命令,把这个参数设置为旋转变换的角。

           

   5 选择顶点4和顶点6(注意次序),执行“构造”,“线段”菜单命令,得到线段,选择该线段,执行“变换”,“标记轴”菜单命令,选择顶点7和顶点8,执行“变换”,“旋转”命令,得到两个旋转点,标签设置为P,Q.

上面的标记角也可用下面的方法。选择顶点4和顶点6,执行“变换”,“标记轴”菜单命令。

  6 再选择“顶点”和“顶点2”,执行“构造”,“线段”命令,选择该线段,执行“变换”,“标记轴”菜单命令,选择点P,Q和顶点4,顶点6,执行“变换”,“旋转菜单命令,得到4个旋转点。标签分别设置为P1,P2,P3,P4.

在上面的过程中不能选择到顶点4和顶点6,可先给顶点4到顶点6线段设置一个显示按钮,隐藏为条线段。

选择顶点和顶点2P2,执行“构造”,“平行四边形面”命令,得到一个面对象。同样方法做平行四边形面P1P2P3P4

  7 再分别以顶点25的线段为轴,顶点53的线段为轴,顶点3和顶点的线段为轴,做出另三个面的展开图。

然后可隐藏无关的点,把一些点的大小设置为比较小。

  8 做一个自由点,标签设置为R,标记顶点到点R4 向量,选择长方体的六的面,执行“变换”,“平移”菜单命令,选择六个平移的面,点击体类型按钮,把其体类型设置为“线框2”。这样就得到两个展开图,一个是实心体的,一个是线框体的。如下图。

这时移动点“长”,“高”,“宽”,“顶点”,R等,可改变立方体的大小和位置。

9 展开角的大小还可这样设置,选择点A1,A2,构造线段,在线段上做一个点,再依次选择点A1,线段上点,A2,执行“度量”,“比”命令,得到一个度量参数,标签设置为t2,执行“数据”,“计算”菜单命令,做计算t2*90,把计算得到的参数标记为旋转角。这样移动线段上的点,就可对长方体进行展开与合并。

 

1.25.4 通风塔

做法待续,课件效果如下图所示。(课件在文件:通风塔.chb

 

改变上下底半径和高度,可变形为花篮或者纸篓。(见文件:花篮.chb)如上图。

再变形,或变为飓风。(文件:飓风.chb)

1.25.5 几个组合体

      1 课本21页问题(有关三视图)

      人民教育出版社新课程标准数学教材必修221页的问题:如下图已知几何体的三视图,想象对应的几何体的结构特征,并画出它的直观图。

(所在文件:组合体1.chb

 

     2人民教育出版社新课程标 准数学教材必修219页的问题:如下图是一个奖杯的三视图,你能想象出它的几何结构特征,并画出它的直观图吗?

(见文件:组合体2.chb

 

     3(所在文件为:组合体3.chb

 

  

 

1.25.6 一道高考题

            09宁夏题:2009年高考宁夏海南试卷题:如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,线段B1D1上有两个动点E,F,且EF= ,则下列结论中错误的是

A      (B)  EF平行于 平面ABCD   (C) 三棱锥A-BEF的体积为定值   D 异面直线AE,BF所成的角为定值。(所在文件:高考题1.chb

1.25.7 棱锥棱台棱柱的结构特征

作法待续:

 

 

1.25.8 杠铃

        做法待续:(插图所在文件:杠铃.chb

1.25.9 正方体的三视图

做法待续:(插图所在文件:1立方体的三视图.chb

点击按钮“长方体的控制点”,可显示出长方体的6个控制点,移动这6点的位置可以改变长方体的形状。点击按钮“投影1”等,可演示投影过程。

用同样的方法你可做出任意几何体的三视图。

还可以旋转三个投影图,把他们旋转到同一个平面上,这更易于学生的理解。

 

1.25.10 认识常见的几何体

做法待续:(插图所在文件:2认识常见的几何体2.chb)这是课本上第2页的课件

 

1.25.11 中心投影与平行投影

做法待续:(插图所在文件:9中心投影.chb

1.25.12 简单组合体的结构特征

做法待续:(插图所在文件:10简单组合体的结构特征(6页).chb)这是课本上第6页的课件

1.25.13 人教版课本问题

必修2课本问题

画出下图中L围绕l旋转一周形成的空间几何体(插图所在文件:13课本352.chb

执行“绘图”、“绘制坐标系”命令,绘制坐标系。在OX轴上做点A,B。再在空间任意做一个自由点C,选择点O,C,执行“变换”,“标记向量”命令,再选择点A,Z,B,执行“变换”,“平移”菜单命令,则得到三个平移点,如下图。

 

依次选择点C,D,E,执行“构造”,“圆”菜单命令,得到一个圆。选择点FZ轴,执行“构造”,“平行线”命令,得到一条平行线。移动点AB,则可改变这个圆的大小和平行线的位置。

选择这个圆,执行“构造”,“圆上点”命令,则到一个圆上的自由点,标签设置为G,再依次选择点D,E,G,执行“构造”,“三点弧”命令,得到一个三点弧对象。移动点G的位置,与点D重合。则三点弧变成一个圆。

之所以要这样做是因为画板目前没有做圆的旋转体功能。

再新建一个参数,并为参数做一个动画按钮。依次选择选择圆弧,平行线,参数,执行“构造”,“旋转体”,则得到如图所示的旋转体。改变几何体的属性为不封闭,增加纬密度,得到下图,点击动画按钮,则可得到不同旋转度数的旋转体。

改变平行线的位置,得可得到不可类型的几何体,如下图

同样方法做出另外的几何体,如下图所示。

1.25.14 太阳与地球

做法待续:(插图所在文件:15太阳与地琺.chb

 

1.25.15 正四面体的展开

做图基本步骤:1 做正三角形,2 做各个边中点和中位线,3 建立一个自由参数,标记该参数为角,4 标记各中位线为旋转轴,旋转顶点,5 做出旋转三角形,6 为参数制作动画按钮,动画范围是0-109.

1.25.16 波涛

    图形所在文件:16线的轨迹.chb

    做法同线段的轨迹,在6.4做线段轨迹的基础上,新建一个参数fai,把计算参数:400*sin1000*t)改为:400*sin1000*t+fai),并为参数设置一个动画按钮,点击这个按钮则得到波涛的动画。

1.26 课件示例2

 

1.26.1 长方体与球体截面

作法待续。以下是“长方体与球体截面”文件的截图

 

 

这里的长方体各个边的大小,截面的角度和位置,球体的大小都可很容易的改变。从页可直观得看出内切球,外接球,以及和棱相切的球。

也可显示其三视图。如下图:

1.26.2 正方体的截面

课件所在文件:正方体截面.chb

    1 执行“画图2,“绘制标准正方体”命令,则得到一个正方体。选择这个正方体,点击几何体类型按钮,把这个正方体设置成虚实线的几何体。并为这个几何体设置显示按钮。可点击键“<”, >”来缩小或放大几何体。

    2 点击显示按钮,隐藏这个正方体。执行“画图 2,“绘制坐标系”。选择坐标轴,在坐标轴上做点,我们把他叫做控制点,选择这三个点,执行“构造”,“三角形面”,得到一个三角形。再选择这三个点,其几何体类型设置为虚实几何体,则这三个点不能被其他几何体所遮挡。

    3 隐藏坐标系,点击显示按钮,显示正方体。选择正方体和三角形面,执行“变换”,“裁剪”,则得到裁剪后的正方体。如图所示。原正方体被自动隐藏。隐藏三角形面,则如下图2.

   显示原正方体,则如下图所示。改变三个控制点的位置,则可动态得到不同位置的截面。如下图2.

1.26.3 圆锥曲线

    课件所在文件:圆锥曲线.chb

做法略。截图如下:

1.26.4 正三棱柱的内切球

课件所在文件:正三棱柱的内切球.chb

利用裁剪等功能做图,做法略。截图如下:

1.26.5 DNA双螺旋结构

     课件所在文件:双螺旋.chb

做法: 先做一个自由点A,以这个自由点为中心做几个球体做为分子。

再用画图2菜单做坐标系。做一个自由点P,选择点A,P标记向量,选择前面所做的球体,进行平移。再做这些球体关于z轴的对称图形。

新建一个参数t,值设置为15.标记为角。标记z轴为旋转轴。把点P进行旋转,得到点R。再设置一个向上的向量,把点R进行平移,得到点S

新建一个参数s,值设置为12,做为迭代次数。选择点P和参数s,执行“变换”,“迭代”命令,在得到的对话框中的初像位置输入点S,点确定 则得到迭代对象如下图所示 。

你可以点击参数,修改有关参数,可改变其形状。

截图如下:

 

 

16.26 面积题

16.27 五棱柱的三视图

1.26.6 雨伞

  课件所在文件:雨伞.chb

做法:

 

 

1.26.7 球体积

16.24 《球体积》截图

 

两个截面的移动,看各个位置的竖直剖面图和水平截面图

1.26.8 祖暅原理

1.26.9 球截面

 

1.26.10 表面积问题

1.26.11 五棱柱的三视图