EXPERIMENT 01
焦点之间,曲线如何改变
椭圆与双曲线固定 a=2,调整离心率 e=c/a;抛物线采用 y²=4x。用动点比较三类曲线的距离关系。
观察与追问
在椭圆模式下,观察焦点移动与曲线扁平程度的关系。让动点绕行一周:两段距离在变,距离和是否在变?
THE MATHEMATICAL EXPLORATION LAB
移动一个点,改变一个参数,再多做一组试验。把数学中的变化看见,把观察到的现象说清楚,再沿着问题走向解释与证明。
开始一次数学探索 ↓先改变一个参数,描述你看到的现象;再尝试极端情形,寻找规律的边界。每个实验附有课堂追问和可展开的数学解释。模拟与图形帮助提出猜想,证明还需要完整的逻辑。
TEN WINDOWS INTO MATHEMATICS
从目录选择一个实验,在独立操作区观察、追问与解释。切换实验保留本次操作,刷新页面重新开始。
EXPERIMENT 01
椭圆与双曲线固定 a=2,调整离心率 e=c/a;抛物线采用 y²=4x。用动点比较三类曲线的距离关系。
在椭圆模式下,观察焦点移动与曲线扁平程度的关系。让动点绕行一周:两段距离在变,距离和是否在变?
EXPERIMENT 02
固定函数 f(x)=x²,选择基点 x₀,再缩小正增量 h。实线表示割线,虚线表示基点处的切线。
EXPERIMENT 03
估计 y=x² 在 [0,1] 上的曲线下面积。调整分割数,并比较三种矩形取高方式。
EXPERIMENT 04
模拟独立的硬币试验,正面概率为 p。每次追加一批试验,曲线记录累计正面频率。相同概率与种子可重现同一串试验;调整 p 或种子会开始一组新试验。
每组最多 100,000 次;在浏览器中使用固定算法生成伪随机序列,仅供本模型课堂演示。
EXPERIMENT 05
选择图形后依次点击相邻顶点,每条边只走一次,顶点可以重复经过。七桥图中,同一对陆地间的两座桥会按编号依次使用;交叉处没有字母标记时不是顶点。可完成的图形提供起点建议与参考路线。
支持鼠标、触屏与键盘:Tab 选择顶点,Enter 或空格确认。
先从不同顶点尝试,再观察各顶点的度数。为什么某些起点走不完,另一些起点却有机会完成?
对去掉孤立点后连通的有限无向图,存在经过每条边恰好一次的欧拉路径,当且仅当奇度顶点有 0 个或 2 个。若有两个,路径必须从一个奇度顶点出发,到另一个结束。必要性的直观是:除起点和终点外,每次进入都要配对一次离开。充分性还需要构造路径的论证。双环图的各顶点均为偶度,可从任意顶点出发并回到起点。哥尼斯堡七桥把四块陆地看作顶点,七座桥看作边,度数为 3、5、3、3,因此无法各经过一次。连接同一对陆地的不同桥是不同的边,图中用两条独立曲线表示。房子网络只有底部 A、B 为奇度顶点,需从其中一个出发;K₄ 有四个奇度顶点,作为不可完成的反例。
EXPERIMENT 06
从一条线段出发,把每段中间三分之一换成向外凸起的等边三角形两边。这是科赫曲线的一条边,不是完整闭合雪花。
EXPERIMENT 07
沿单位圆改变角度 θ。观察点 P 的横坐标、纵坐标,以及它们在四个象限中的正负。
EXPERIMENT 08
改变直角三角形的两条直角边 a、b。四个全等三角形围成大正方形,中央留下一个边长为 c 的正方形。
EXPERIMENT 09
固定五个示例数据点,调整直线的斜率 m 和截距 b。橙色虚线表示竖直残差,比较它们的平方和。
EXPERIMENT 10
从 [1,2] 开始求 x²−2=0 的正根。每次取中点,再保留函数值异号的半个区间。
TAKE THE NEXT STEP
SOURCES & READING NOTES
函数、极限、导数与积分,以及圆锥曲线的定义和基本关系,参照开放教材编写。
OpenStax · Calculus Volume 1 ↗OpenStax · Precalculus 2e ↗群的语言参照大学讲义;概率、图论和分形提供原作者教学材料入口。本站文字与图示为重新编写。
Oxford · Groups and Group Actions ↗OpenStax · Introductory Statistics 2e ↗Mathigon · Graphs and Networks ↗Mathigon · Fractals ↗面向中学生、教师和对数学感兴趣的读者。图示是理解的入口;有限次数的实验不能替代证明。各实验注明模型、范围和条件。
原创 SVG 数学图解,无需外部图片或字体即可浏览。资料日期:2026年10月。
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