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楼主(阅:869/回:0)新数学核心实例五:1. 静态点 → 动态点规则 1. 静态点 → 动态点规则 规则名: 点_匀速移动 元信息: 对象类型: "动态点" 规则精度: "平面浮点32位" 输入接口: [初始位置, 速度向量] 输出接口: [当前位置] 定义域: t ∈ [0, T_max] 生成函数: p(t) = 初始位置 + 速度向量 × t 执行过程示例: t=0: p(0) = (0,0) + (0.1,0.05)×0 = (0,0) t=1: p(1) = (0,0) + (0.1,0.05)×1 = (0.1,0.05) t=2: p(2) = (0,0) + (0.1,0.05)×2 = (0.2,0.10) 2. 静态线段 → 两点协调规则 规则名: 点_匀速移动 元信息: 对象类型: "动态点" 规则精度: "平面浮点32位" 输入接口: [初始位置, 速度向量] 输出接口: [当前位置] 定义域: t ∈ [0, T_max] 生成函数: p(t) = 初始位置 + 速度向量 × t 执行过程示例: t=0: p(0) = (0,0) + (0.1,0.05)×0 = (0,0) t=1: p(1) = (0,0) + (0.1,0.05)×1 = (0.1,0.05) t=2: p(2) = (0,0) + (0.1,0.05)×2 = (0.2,0.10) 2. 静态线段 → 两点协调规则 系统名: 动态线段_AB 组成规则: - 点A: 点_匀速移动(初始=(0,0), 速度=(0.1,0)) - 点B: 点_匀速移动(初始=(1,0), 速度=(0,0.05)) 协调关系: - 时间脉冲完全同步 - 每个时刻t,定义“线段AB”为事件对 (A(t), B(t)) 衍生规则: 规则_线段长度: 输入: [A(t), B(t)] 输出: 距离 = ||B(t) - A(t)|| 执行过程: t=0: A(0)=(0,0), B(0)=(1,0) → 距离=1.0 t=1: A(1)=(0.1,0), B(1)=(1,0.05) → 距离≈0.927 3. 静态圆 → 参数化生成规则 规则名: 圆_参数生成 元信息: 对象类型: "动态圆轨迹" 规则精度: "极坐标浮点" 输入接口: [圆心, 半径, 角速度] 定义域: t ∈ [0, T_max] 且 θ ∈ [0, 2π] 生成函数: 令 θ(t) = 角速度 × t 点(t) = 圆心 + (半径×cosθ(t), 半径×sinθ(t)) 执行示例 (圆心=(0,0), 半径=1, 角速度=0.1): t=0: θ=0 → 点(0) = (1,0) t=1: θ=0.1 → 点(1) ≈ (0.995, 0.0998) t=2: θ=0.2 → 点(2) ≈ (0.980, 0.198) 第二步:几何变换的动态实现 平移的渐进实现 规则名: 点_渐进平移 元信息: 输入接口: [初始位置, 目标位置, 总时间步数N] 定义域: t ∈ [0, N] 生成函数: 位移向量 = (目标位置 - 初始位置) / N p(t) = 初始位置 + 位移向量 × t 哲学意义: 平移不是“瞬间移动”,而是“以小步逐步移动”。在足够小的时间尺度下,任何连续运动都是由这样的离散步骤构成的。 旋转的动态过程 系统名: 三角形_绕点旋转 组成: - 三角形ABC: 三个顶点规则 - 旋转中心: 固定点O - 旋转规则: 每个顶点以O为中心,以相同角速度旋转 协调机制: 三个顶点的旋转规则必须同步,保持三角形形状不变 需要隐性频率转换器确保三个顶点的角度更新完全一致 第三步:几何证明的动态重述 案例:证明“三角形内角和为180度”的动态版本 证明目标: 验证任意三角形ABC的内角和接近π(在给定精度内) 动态证明系统: 阶段1: 三角形生成 - 规则_随机三角形: 生成三个不共线的点A,B,C - 规则_测量角度: 分别计算∠A, ∠B, ∠C 阶段2: 角度和计算 - 规则_角度求和: S = ∠A + ∠B + ∠C 阶段3: 与π比较 - 规则_π提供者: 根据所需精度,提供π的近似值(如π≈3.14159) - 规则_比较: |S - π| < ε ? 阶段4: 统计验证 - 重复运行此系统N次(生成N个随机三角形) - 规则_统计: 计算成功率 - 结论: 如果成功率>阈值,则在当前精度ε下“证明”成立 哲学含义: 传统证明是“一次性、绝对的”。 动态证明是“可重复、有限精度的统计验证过程”。 这更符合实际测量和计算机验证的现实。 第四步:构建“动态欧几里得几何”演示系统 让我们将以上想法整合,构建一个完整的演示: 系统名称:动态几何工作台 v1.0 核心组件: 基本对象库: 动态点(匀速、加速、圆周运动) 动态线(由两点定义,实时更新) 动态圆(参数化生成) 变换操作库: 渐进平移(分N步完成) 渐进旋转(分度旋转) 渐进缩放(逐步变大/小) 测量与验证库: 实时距离测量 实时角度测量 几何关系验证(平行、垂直、相切等) 协调机制: 时间脉冲同步器 精度协调器(统一所有计算到相同精度) 数据流协调(确保测量时使用同一时刻的数据) 演示场景: 动态三角形:三个点以不同速度移动,实时显示其边长、角度、面积的变化。 滚动的圆:一个圆沿直线滚动,其上一点画出摆线轨迹。 分割线定理的动态验证:在变化的三角形中,实时验证角平分线定理是否成立(在给定精度内) 跑跑啦航模 讯客分类信息网 ![]() |