内容正文:
第十一章 图文互动 第四节 赋值
赋值指令(SetValue)是实现动态数学建模、变量运算和对象属性控制的核心工具。它通过将数值、表达式、对象或计算结果 “分配”给一个变量或对象,让用户能够高效管理数学元素之间的关系,构建动态交互的数学情境。
一、赋值指令
可以作用于多种类型的对象,这些对象大致可分为基础数据类型和几何 / 数学对象类型两大类。除了数值、点、列表外,常见的赋值对象还包括以下几类:
1.基础数据类型
数值(Numbers) 包括整数、小数、无理数(如 π、√2)等,是最基础的赋值对象。
示例:a = 3.14、b = π/2、c = sqrt(5) 文本(Text/Strings) 字符串类型,可用于标注、说明或存储非数值信息,需用英文引号包裹。 示例:label = "三角形面积"、message = "半径:" + r(文本与变量拼接) 布尔值(Booleans) 表示逻辑判断结果,只有true(真)和false(假)两种值,常用于条件判断。 示例:isPositive = x > 0、isEqual = a == b。
2.几何对象类型
(1)点(Points) 包括平面点(2D)、空间点(3D),可通过坐标或几何关系定义。 示例:P = (3, 4)(平面点)、Q = (1, 2, 3)(空间点)、M = Midpoint(A, B)(A、B 的中点)
(2)线段、射线、直线(Segments/Rays/Lines) 可通过端点、方程或几何关系赋值。 示例:s = Segment(A, B)(线段 AB)、l = Line(3x + 2y = 6)(直线方程)
(3)多边形(Polygons) 包括三角形、四边形等闭合图形,由顶点序列定义。 示例:tri = Polygon(A, B, C)(三角形 ABC)、quad = Polygon(P, Q, R, S)(四边形 PQRS)
(4)圆与椭圆(Circles/Ellipses) 圆可通过圆心 + 半径或三点定义;椭圆可通过焦点 + 长轴等方式定义。 示例:c = Circle(O, 5)(圆心 O,半径 5)、e = Ellipse(F1, F2, 10)(焦点 F1、F2,长轴 10)
(5)角度(Angles) 由两条射线或三个点(顶点在中间)定义的角度值。 示例:ang = Angle(A, B, C)(∠ABC)、theta = 60°(直接赋值角度)
(6)向量(Vectors) 表示方向和大小的量,可通过坐标或两点差定义。 示例:v = (2, 3)(坐标向量)、u = B - A(从 A 到 B 的向量)
3.集合与列表类型
(1) 列表(Lists) 有序的元素集合,元素类型可以是数值、点、对象等,用英文方括号包裹。 示例:nums = [1, 2, 3, 4](数值列表)、points = [(1,1), (2,3), (5,0)](点列表)
(2) 集合(Sets) 无序且不重复的元素集合,常用于几何对象的筛选。 示例:evenNums = {2, 4, 6}(数值集合)、intersections = Intersection(l1, l2)(两直线交点集合)
4.其他特殊对象
滑动条(Sliders) 可赋值给滑动条以改变其当前值(滑动条本质是动态变量)。 示例:t = 5(若 t 是滑动条,执行后滑动条会跳至5)
二、指令格式
在指令输入栏 输入“赋值”,即弹出几种语句格式如(图1)
图1
例:已知数值变量a=2.21,在指令输入栏输入:赋值(a,1.20)回车;代数区记录a=1.20;这种通过指令栏驶入语句,以回车执行方式交互性不好,当再赋值时还的重新输入,所以“赋值”指令的执行通常采取按钮+脚本方式,通过脚本(Script) 方式执行,尤其是需要反复修改、动态触发或批量处理赋值操作时,脚本能显著提升交互效率和灵活性。
三、脚本
1.建立一个按钮button1,打开属性菜单,在“脚本”菜单中的“单击时”中写入:“赋值(a,0)”如(图2),关闭按钮属性。点击按钮button1时,a的值会变为0,这就是“赋值”最简单的应用。赋值(a,b)就是让a取b的值,同样的,赋值(A,B)就是让点A移动到点B的位置。
图2 图3
例:吸附跟随的效果
在绘图区建立两点A和B,在点A“脚本”菜单的“更新时”中写入“如果(距离(A,B)<0.3,赋值(A,B))”并关闭属性菜单,用鼠标拖动点A,当点A与点B的距离小于0.3时,点A会移动至B点,产生“吸附”的效果,再次移动点A,当点A与点B的距离大于0.3时,“吸附”效果消失。若将脚本更改为“如果(距离(A,B)<0.3,赋值(B,A))”,关闭菜单,移动点A,当点A与点B的距离小于0.3时,点B会移动至点A,产生点B吸附至点A的效果,再次移动点A,当点A移动速度比较慢时,点B会跟随点A一起移动,当点A速度较快,瞬间将两点间的距离扩大到0.3以上时,点B不在跟随点A移动如(图3)。
练习与思考:
制作课件:内容—磁铁吸引钢球
制作步骤:1.构造滑动条r(钢球半径);
2.构造3个自由点:A(磁铁中心点)、P(钢球)、Q(钢球)
3.构造磁铁N和S极点:H=(x(A) - 7.5, y(A) );I=(x(A) + 7.5, y(A) );
4.构造钢球吸附在磁铁时,钢球球心的“赋值”点,J=(x(H) - r, y(H)) ,
K=(x(I) + r, y(I))脚本如(图4);
图4
5.构建参数a(写更新脚本);
6.在a上写更新脚本:脚本如(图5):
图5
2.制作“复位”或“重置”按钮:在课件制作中,“复位” 或 “重置” 功能通常通过为按钮添加单击脚本来实现,其核心作用是将课件中的几何对象、数值参数、文本信息等恢复到初始状态,方便用户重新操作或演示。
(1)构建按钮:button1,在标题栏可以写上“复位”或“重置”;
(2)写单击脚本:如“滑动条组合”示例时间参数t脚本如(图5)
图5
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