函數繪圖(Function Plotter)

      本系列繪圖程式係數學算板內建的繪圖功能,包含一元函數繪圖、二元函數繪圖、及迴轉面繪圖,可以做成獨立的程式。

一、一元函數繪圖(Plotting one-variable function with parameters)

    本程式繪製一元函數圖形,輸入的函數式除了一個變數x之外,可以包含a、b、c、d四個參數,下圖為模組程式標題框:

     標題框的輸出入欄及按鈕功能依次說明如下:(輸入欄輸入數值後,按Enter 以確定輸入完成)

起始值

自動填表時,x 的起始值。

間距 自動填表時,x 值的間距。
填表 按鈕後,模組將自動填入函數表格中的 x 值,並就 x 值,求出f(x)的值。
描點

按鈕後,模組將函數表格中,數對表示的點(x , f(x))描出來。

清表

按鈕後,模組將函數表格內的數值全部清除。

描點數 繪點狀函數圖時,所用點的數量。
繪點 按鈕後,依描點數,描出點狀函數圖。
繪圖 按鈕後,繪出線狀函數圖。
清畫面 按鈕後,清除所有的函數圖。
按鈕後,將目前作用中的數(a,b,c,d中的一個,黃色)依增減量增大。
按鈕後,將目前作用中的數(a,b,c,d中的一個,黃色)依增減量減少。
增減量 按上述兩按鈕時,數值的增增減額度。
a 值 函數式 a,b,c,d 參數中,參數 a 的值。可輸入數值,並使其成為目前作用中的數(黃色)。
b 值 函數式 a,b,c,d 參數中,參數 b 的值。可輸入數值,並使其成為目前作用中的數(黃色)。
c 值 函數式 a,b,c,d 參數中,參數 c 的值。可輸入數值,並使其成為目前作用中的數(黃色)。
d 值 函數式 a,b,c,d 參數中,參數 d 的值。可輸入數值,並使其成為目前作用中的數(黃色)。
f(x)函數式選擇或輸入框

    可任選一函數,或由任意選項位置,輸入新函數。新函數以 x 為變數,可以使用 a,b,c,d 參數,及三角函數─ sin()、cos()、tan()、cot()、sec()、csc(); 反三角函數─ asin()、acos()、atan();對數函數─ ln()、log();絕對值函數 ─||(或abs)。輸入函數式時,可省略乘號(參閱下列選項中,函數式的寫法)。有下列選項:

a x + b

一次函數。

a(x - b)^2 + c

二次頂點式函數。

a x^2 + b x + c

二次標準式函數。

a|x - b| + c

絕對值函數。

a sin(b(x - c)) + d

正弦函數。

a sin(x)+b cos(x)

正弦與餘弦函數的線性加減。

a x^3 + b x^2 + c x + d

三次函數。

(2π)^(-1/2)/a e^(-((b-x)/a)^2/2)

常態曲線函數。

手動改變函數表格:函數表格中 x 列的方格,也可以手動輸入數值,按Enter 後,模組會自動求出下方 f(x) 之值。

二、二元函數及迴轉面繪圖(Plotting two-variable function and Revolution surface)

    二元函數及迴轉面繪圖使用類似的介面,都有函數選擇或輸入框。可選擇下拉的預設函數令其繪圖,也可以輸入新函數,輸入的新函數會加入表列中,離開網頁時才會清除。

    二元函數繪圖時,如下圖,要輸入二元函數(變數x、y,只有一個變數視為兩個變數),程式將以下述控制點a,b,c為各軸的單位點匯出曲面圖形。本程式只做簡單大略的繪圖,先建立xy平面上以a,b為單位的方格點,再求出對應的z值點,然後將這些z值點繪出四邊形內部,並未考慮四點是否共平面,也未考慮附近是否有正負無限大值。教師使用時,應與學生在特殊點做討論。

    迴轉面繪圖時,如下圖,要輸入一元函數y=f(z),此函數在立體座標yz平面中視y為z的函數,以此函數圖形對z軸做迴轉,其迴轉面函數為 x2/a2+y2/b2=f(z/c)2

此外尚有下列按鈕可資利用:

單位點 : 按鈕呈現或隱藏單位點,可拖曳移動以放大縮小整個圖形。

控制點 : 按鈕呈現或隱藏控制點a,b,c,拖曳移動a,b,c可增減其值。

上蓋 : 按鈕繪出上蓋。

下蓋 : 按鈕繪出下蓋。

線密度 : 按鈕可輪換呈現三種不同的線密度。

等單位 : 按鈕可令a,b,c點的值變為相等(以a值為準)。

三角格 : 考慮前述四點在空間中可能不共平面,按鈕可以輪換以三點或四點為頂點做出內部(塗色)。

另外以滑鼠點擊畫面圖形可呈現立體座標軸,原點附近100 pixel 範圍內可以拖曳以旋轉圖形。按Shift拖曳可以平移圖形。