动态演示立方体的11种展开——动态数学软件GeoGebra制作教程

立方体,即正方体、正六面体。

可以利用GeoGebra来制作立方体的展开动画。

先来看看效果:

“141”“231”“222”“33”

立方体展开情况的示例:

接下来,看看是怎么制作的。

具体制作

主要运用到的指令有正六面体(cube)展开图(net)、滑动条(slider)

正六面体( <点1>, <点2>, <点3> )

展开图( <多面体>, <展开程度值 0~1>, <面>, <棱1>, <棱2>, … )

滑动条( <最小值>, <最大值>, <增量>)

我们先把正六面体的三个点写出来,再写正六面体,具体如下:

A = (0, 0, 0)

B = (1, 0, 0)

C = (1, 1, 0)

a = 正六面体(A, B, C)

可以得到如下正六面体:

可以发现:下底面,按逆时针方向,分别为:A、B、C、D;上底面,按逆时针方向,分别为:E、F、G、H。

这就是我们先做出点A、B、C的原因:这么有规律性,我们在制作的时候,自然无需花精力去留意点的位置与名称。

另外,还可以发现棱的名称比较长,为了后面书写的方便,可以重命名。

这里,直接将前缀“edge”去掉:

示例【删除“edge”后,记得敲回车键】

假设都以面faceABCD为底面,来展开立方体a,展开程度值为k

k=滑动条(0,1)

那么,可以这么书写展开图(a, k, faceABCD, <棱1>, <棱2>, … )。其中,棱1、棱2等位置需要具体书写棱的名称。

怎么理解呢?

  • 就是以面faceABCD为底面,沿着棱1切开,再沿着棱2切开
  • 如果还有棱3棱4,……,那么就是继续沿着棱3切开,沿着棱4切开,……
  • 从而可以将立方体a展开
  • 并且,是由k来控制立方体a的展开程度:k为0时,即不展开;k为1时,完全展开
  • 所以,棱的书写顺序很重要!想好了,可以极大地节省制作工序!

    为了让最终效果的呈现不杂乱,我们按照“141”“231”“222”“33”的展开情况,依次作出展开图。

    首先,第一种情况是如下的展开图:

    你能想到是如何书写指令的吗?

    a1

    a1 = 展开图(a, k, faceABCD, AB, CD, EH)

    如何思考呢?

  • faceABCD是底面,不动的面
  • 必须切开的(也可以理解为必须断开的)就是棱AB、棱CD
  • 接下来,因为面ABFE、ADHE、DCGH这三个面是必须连着的
  • 那么,也就是在棱EH处断开
  • 于是可以书写:a1 = 展开图(a, k, faceABCD, AB, CD, EH)
  • 其他的展开图请自行思考,具体的,可参见下图:

    【再提一点个人体会:】

  • 先把11种展开图放在一旁,对照着来做。
  • 对着展开图来思考,首先要断开的是哪一条棱或两条棱,直接输入,再接着思考。
  • 当输入的棱已有四、五条,却还没有达到效果,那么请重新思考。
  • 由于立方体的展开多达11种,所以我们依次命名为a1,a2,……,a11。

    每一个书写完,就将其隐藏,继续书写。全部写完,再设置显示条件。

    假设已有n=滑动条(1,11,1)

    属性——高级——显示条件

    a2显示条件为:n==2

    a3显示条件为:n==3

    ……

    a11显示条件为:n==11

    再创建11个按钮,以按钮“第一种”为例,脚本如下:

    赋值(n,1)

    赋值(k,0)

    启动动画(k)

    那么按钮“第二种”,只需要将上述脚本的第一条改为赋值(n,2)

    第三种”,只需要将上述脚本的第一条改为赋值(n,3)

    至此,就基本可完成制作。其他细节的,比如对颜色、线径的调整。

    值得一提的是,很碍眼,并且,隐藏了也没什么效果!

    所以,可以选中所有点,将点径调到最小:

    结语

    用到的指令,其实也就是那么一条展开图的指令,关键还是在于思考的角度与方向。

    啊K自己也是思考了不少时间,所以,如果需要该源文件,需要转发,并写上“立方体的11种展开”。

    当然,你也可以转发并夸奖一番。

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