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S4E16 SSA的探究

2022-02-27 10:08 作者:学用数学  | 我要投稿

以前中学时也只知道 SSA 会对应到两个三角形,而在洋葱视频中对这部分做些深入的探究,其实大有学问。现在通过 Geogebra 的演示,让我们可进一步带学生分析, SSA 在哪些条件下可决定 0, 1, 2 个三角形。而这影响三角形数量的最主要的关键在于  a 的对应高与c 的关系来讨论,究竟关系如何呢?大家动手来做看看吧。


学习技能

  1. 给定 SSA 条件,利用圆与交点来绘制出三角形

  2. 利用按钮的脚本来切换预设的边与角的数值

  3. 利用 if(C1==C1,1,0) 来侦测点是否存在

一、设置三角形的参数

问:[厘清变量] 要绘制这个 SSA 探究需要什么参数?

答:这专案想探究的是不同边长 a, c 与角度 A 的对构成三角形数量的影响?因此,需要三个滑动条。

a = 4

b = 3

degA = 30

问:[如何操作] 如何让图像出现?

答:  先选一点 A 为原点 。将 AC 当作 x 轴正向,此时 B 点的位置可被 c 与 degA 决定,所以 输入 B=(c;degA/180*pi) 。A = (0,0)

B = A + (c; deg/180*π)

sAB = segment(A,B)

rAC = ray(A,A+(1,0))

angA = angle(A+(1,0),A,B)

问:[指令说明] 为何 B 坐标中间用 “;” ?

答:表示这是极坐标。使用极坐标时," ; " 前的 c 表示到原点距离, " ; " 后的 degA 为角度。但在极坐标使用时,要用弧度。需先通过 deg/180*π 来将角度转换为弧度。

问: [数学建模] 如何决定边长为 c 的边?

答:处理距离的关键是画圆。画完后,用 intersect 取得圆与射线 rayA 的交点 C1, C2。

cB = circle(B,a)

C1 = intersect(cB,rayA,1)

C2 = intersect(cB, rayA, 2)

sBC1 = segment(B,C1))

sBC2 = segment(B,C1))


二、切换显示情况

问: [数学思维] 决定三角形个数的关键是什么?

答:关键在于圆C 与 rayA 的交点个数。

问:[数学建模] 交点个数受什么影响?

答:关键在于圆C的半径与 C 到 rayA 的距离,因此先建立高 h。

H = intersect(perpendicularLine(B,rAC),line(A,A+(1,0))) h = Segment((B,H))

问:[如何操作] 是否可让高设为可切换隐藏?

答:利用【复选框】工具,标题为 B 对应的高 h ,再点选加入 h、H。


问:[如何操作] 每次要调到特定的角度长度很慢,有比较快的方法吗?

答:新增【按钮】工具,增加六个按钮,其  [标题] 与 [脚本]如下。


三、侦测交点个数

问:[如何操作] 如何取得交点的数量?

答:主要可以利用 if(C1==C1,1,0) 来判断 C1 是否存在。当 C1 存在时, C1==C1 判别为真。因此,显示为 1。若不存在时,C1==C1 判别为假。因此,显示为 0。

nTri = if(C1==C1,1,0)+ if(C2==C2,1,0)

问:[如何操作] 如何显示交点数量?

答:先建立一个变数  nTri = if(C1==C1,1,0)+ if(C2==C2,1,0) 。再新增【文本】工具,并正在文本内的高级区,选取变数 [ntri] 来显示结果。

小结

在这个课件中,可以体会到满足 SSA 条件下的三角形个数主要在于高 h 与半径 c 的大小关系。

而其中高 h = a sin(A) ,也就是关键在于 c 与 a sin(A) 的比较。


而当角 A 大于等于 90° 时,其圆 C 至多与射线 rayA 交于一点。也因此可得到,若有一角为钝角时,则 SSA 也可确保只有一种三角形。

而其中 A=90° 时,就是 HL 的情况。

相关连接

【Bili】https://www.bilibili.com/video/BV1i441157uU

【GGB】https://www.geogebra.org/m/xutxhxrb#material/bkb4zd2h


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