MATHEMATICS

数学与几何实验室

换一个角度,形状会告诉你什么?
从镜像寻路、圆周角、三角形锁形到拉线椭圆,在操作、反例与论证中连接初高中几何;也可以探索面积、截面与纸带。

37 个可探索实验
沿一个问题,查看探索路线

一个问题,可以走得更远

带着发现,接着探索

随时加入,不必按顺序完成。

从一个动点,到一条理由

先找最短路,再给不变角找条件,最后用三条边和两段绳解释形状。

  1. 镜像寻路

    用镜像把折线拉直,再检查线段范围会不会改变最短点。

  2. 圆周角观测台

    同弧取两个位置,再跨到另一侧。结论里为什么必须写“同弧”?

  3. 三角形锁形工坊

    锁第三边并翻面,用对应边解释全等,再找退化反例。

  4. 双钉拉线实验

    把绳长恒定写成距离和,再连到标准方程。

形状变了,什么没有变?

搬动平面图形、观察立体,再追踪一张纸的连接。

  1. 面积搬家

    改变边长并搬完四块三角形。解释为什么剩余面积始终相等。

  2. 切开立方体

    固定切面方向,只改变偏移。顶点数和面积会一起变化吗?

  3. 莫比乌斯带

    先沿纸边走到起点,再预测中心剪开。比较零、一、两次半扭转的连接关系。

从空间直觉,到可核验的条件

看起来合上、垂直或相同,怎样给出理由?

  1. 折起立方体

    先预测相对面,再沿铰链折起;六面相连还需要什么?

  2. 切圆锥

    平面倾角跨过60°,截线与二次项如何变?

  3. 空间垂线

    让两个独立方向点积都为0,旋转观察。

  4. 多面体侦探

    从无洞棱柱到有洞环面,检查公式的条件。

初中几何

立体几何

可操作 · 互动探索

平面截面与空间想象

切开立方体

转动切平面,让立方体的三维投影和二维截面同步变化。

截面空间想象几何探索
可操作 · 互动探索

展开图与空间想象

折起立方体

先预测能否闭合,再亲手折到90°核验;换一种六连方再次比较。

初中 · 空间拓展展开图与空间想象测量与对照
可操作 · 互动探索

祖暅原理

等高切片

只改变层移量,在相同高度比较截面积和总体积。

高中 · 经典拓展祖暅原理测量与对照
可操作 · 互动探索

空间向量与线面垂直

空间垂线

保持方向z不变,调整x、y使两个点积均为0,再旋转视角。

高中空间向量与线面垂直测量与对照
可操作 · 互动探索

圆锥曲线

切圆锥

只改平面倾角,比较30°、60°、75°的截线与离心率。

高中圆锥曲线测量与对照
可操作 · 互动探索

立体几何 · 异面直线

异面直线公垂线

转动上方直线,再从侧面看两线间隙。 固定其他条件,亲手将两线方向夹角分别设为30和90°,各核验一次;俯视似乎交叉,为什么空间中仍不相交?

初中直观 · 高中论证拓展立体几何 · 异面直线测量与对照
可操作 · 互动探索

立体几何 · 球与截面

球的截面

向外移动切平面,观察截圆收缩。 固定其他条件,亲手将平面距球心分别设为0.5和1.5,各核验一次;截面半径与平面位移是线性关系吗?

初中直观 · 高中论证拓展立体几何 · 球与截面测量与对照
可操作 · 互动探索

立体几何 · 空间距离

长方体空间对角线

拉高箱子,先看底面对角线再看体对角线。 固定其他条件,亲手将箱高c分别设为1和3,各核验一次;体对角线增量与高度增量相同吗?

初中直观 · 高中论证拓展立体几何 · 空间距离测量与对照
可操作 · 互动探索

立体几何 · 旋转体

旋转体

让三角板转一圈,观察圆锥怎样形成。 固定其他条件,亲手将旋转扫过角分别设为180和360°,各核验一次;半圈扫过的体积与一圈有什么比例?

初中直观 · 高中论证拓展立体几何 · 旋转体测量与对照

函数与数形结合

概率与经典数学

平面几何

三角函数

解析几何

几何变换

向量

空间向量

微积分

概率

复数

函数