教您用数学课件制作工具演示二次函数切线

本文介绍使用几何画板软件演示二次函数切线的教学方法。通过移动抛物线上的点A,观察切线的变化及斜率的改变。特别地,当点A位于顶点时,切线成为一条水平线。
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二次函数想必大家都不陌生,它是中学阶段接触最多的一种函数了,也是我们最开始学习解析几何的起点,二次函数的图象我们很熟悉,除此之外,我们还会研究的它的切线问题。在讲解该函数时如何用数学课件制作工具来演示二次函数的切线呢,下面就一起来学习具体制做技巧。

几何画板软件获取地址:

几何画板-Windows:http://wm.makeding.com/iclk/?zoneid=17783

几何画板-Mac:http://wm.makeding.com/iclk/?zoneid=17784

几何画板演示二次函数切线课件样图:

几何画板函数切线
几何画板演示《二次函数切线》课件示例

二欠函数是一条平滑的曲线,这种平滑的曲线也会涉及到切线问题。切线与函数相切,因此只能有一个交点。在这个课件中,点A就是抛物线上的一点,经过这一点作抛物线的切线,刚直线与抛物线就只有A点这一个交点,此时经过A点的这条直线就是抛物线的切线。用鼠标点住A点,就可以将A点在抛物线上进行任意的移动,在移动的同时,相应的切线也是随之变化,在这个变化的过程中,我们可以看到切线是在不断变化的,直线的斜率也在来断地发生变化,所以抛物线上的任意一点都会有切线,这些切线的斜率都不相同。当把A点移动到抛物线的顶点处时,会发现这时的切线是一条水平直线,与x重合,如果顶点不是原点,刚切线将会是一条与x轴平行的直线。

二次函数的切线很好理解,在计算相关的交点时,可以将一次函数与二次函数的表达式结合起来,再利用其它的已知条件就可以进行计算了。如果想要了解更多几何画板函数课件的演示,可以参考课件:几何画板演示对数函数的动态图象

二次函数切线是一个比较好理解的概念,尤其是学习过了圆的切线以后,对切线的概念已经有了一个既成的概念,在此基础上,再加以函数的计算就可以很好的理解了。几何画板函数演示可以将数形结合起来,让学生从整体来理解数学问题,这其中几何画板动画功能发挥了很大的作用。

以上教程参考自:http://www.jihehuaban.com.cn/rumenji/erci-qiexian.html

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### 使用 MATLAB 演示二次函数微分 为了展示如何在 MATLAB 中执行二次函数的微分,可以遵循以下方法来定义符号变量、构建二次函数并对其进行求导。此过程利用了MATLAB强大的符号运算功能[^1]。 #### 定义符号变量与函数 首先,在 MATLAB 中需要声明用于表示公式的符号变量。对于一个标准形式为 \(f(x)=ax^2+bx+c\) 的二次方程而言,`a`, `b`, 和 `c` 是常数系数而 `x` 则是我们要操的主要变量。通过调用 `syms` 函数可轻松完成这一步骤: ```matlab syms a b c x; ``` 接着,基于上述已知参数建立目标多项式表达式: ```matlab f = a*x^2 + b*x + c; % 创建二次函数 f(x) ``` #### 执行微分操 有了准备好的数学模型之后,就可以应用内置命令来进行解析上的变化率分析——即求解该曲线斜率随位置改变的情况。这里采用的是 `diff()` 命令,它能够接收两个输入参数:待处理的对象(本例中的 `f`) 以及指定相对于哪个自变量做变换(`x') : ```matlab df_dx = diff(f, x); % 对于给定的二次函数关于x求一阶导数 ``` 此时得到的结果就是原函数的一阶导数 df/dx=a*2*x+b ,代表了任意切线的方向向量大小。 #### 显示结果 为了让用户直观理解所得结论的意义所在,还可以借助简单的绘图工具辅助说明。下面给出了一段完整的脚本用来绘制原始抛物面连同其对应的瞬时速度分布情况: ```matlab % 设定具体的数值范围以便可视化呈现效果更佳 a_val = 2; b_val = -3; c_val = 1; figure(); hold on; ezplot(subs(f,[a,b,c],[a_val,b_val,c_val]),[-5,5]); grid minor; title('Quadratic Function and Its Derivative'); xlabel('X Axis'); ylabel('Y Axis'); % 绘制导数图形 ezplot(df_dx,-5,5); legend({'Original Quadratic','First Order Derivative'},'Location','Best') hold off; ``` 以上代码片段不仅实现了理论推导部分的要求,还进一步提供了可视化的帮助,使得整个概念变得更加清晰易懂。
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