Программные средства интерактивной геометрии (Kig, KSEG)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М. Е. ЕВСЕВЬЕВА»

Факультет физико-математический

Кафедра информатики и вычислительной техники

РЕФЕРАТ

ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ИНТЕРАКТИВНОЙ ГЕОМЕТРИИ

(KIG, KSEG)

Автор работы _____________________________________ Е. Д. Понятова

Направления подготовки 44.03.05 Педагогическое образование

Профиль Математика. Информатика

Руководитель работы

канд. физ. мат. наук, доцент__________________________Т. В. Кормилицына

Оценка __________

Саранск 2021

Динамическая геометрия

Динамической геометрией часто называют программные среды, которые позволяют делать геометрические построения на компьютере таким образом, что при движении исходных объектов весь чертёж сохраняется. Активно используется в образовании.

Поясним идею, лежащую в основе такого рода программ. Грубо говоря, любой геометрический чертеж получается в результате применения к некоторым данным – точкам, линиям, числовым параметрам (таким, как длина отрезка или величина угла) некоторой последовательности построений – в простейшем случае, классических построений циркулем и линейкой. Другими словами, это результат применения к данным некоторого алгоритма построения, использующего определенный набор операций. Именно этот чертеж-результат и является продуктом «обычных» систем компьютерной графики в их чисто геометрической ипостаси. В отличие от него, чертеж, созданный в среде динамической геометрии, – это модель, сохраняющая не только результат построения, но и исходные данные и алгоритм. При этом все данные легко доступны для изменения (можно перемещать мышью точки, варьировать данные отрезки, вводить с клавиатуры новые значения числовых данных и т. п.). И результат этих изменений тут же, в динамике, виден на экране компьютера. Добавим к этому расширенный набор инструментов построений (включающий, например, геометрические преобразования), возможности оформления чертежа (стиль линий, цвет), возможность мультипликации – автоматического перемещения точек, и мы получим представление об основных возможностях, предоставляемых типичной средой динамической геометрии (используется также и другой термин – «интерактивная геометрическая система»).

Руководство по Kig

Kig – это программа интерактивной геометрии.

Она создана для двух целей:

• Дать учащимся возможность исследовать математические концепции с помощью компьютера.

• Быть инструментом WYSIWYG (What You Sun Is What You Get - что видишь, то и получаешь) для построения математических функций и встраивания их в другие документы.

Чтобы открыть программу Kig необходимо открыть:

Меню запуск приложений Образование Разное математика Интерактивная геометрия Kig

Построение объектов

Построение других объектов: Вы можете построить определенный объект, выбрав его из меню Объекты или нажав на одну из кнопок панели инструментов.

Начнется построение объекта выбранного типа. Все объекты требуют указания параметров.

Например, если вы выбрали построение окружности по центру и точке, вы должны передать две точки – для центра и радиуса. Эти параметры также являются объектами. Для их выбора щелкните на них.

Если этот объект может быть использован для построения, то при наведении на него указателя мыши появится изображение с видом объекта.

Для объектов, которым требуются точки как аргументы, вы можете построить новую точку в текущей позиции курсора и выбрать ее нажатием левой кнопки мыши.

Вы всегда можете отменить построение нового объекта нажатием клавиши Esc или нажатием кнопки Отменить построение объекта (красный круг с 'X' посередине) на панели инструментов.

Полноэкранный режим

В Kig имеется полно экранный режим. Нажмите соответствующую кнопку на панели инструментов или выберите пункт меню Настройка – Полный экран. Для того чтобы выйти из полно экранного режима, щелкните правой кнопкой мыши на пустом месте документа и выберите в выпадающем контекстном меню Полно экранный режим или нажмите Ctrl+Shift+F.

Kig поддерживает много различных типов объектов. Вы можете опробовать их самостоятельно. Помните, что не все типы объектов есть на панели инструментов, отсутствующие можно найти в меню Объекты. Однако, как и любое приложение KDE, Kig поддерживает изменение набора кнопок на панелях инструментов. Это можно сделать через пункт меню Настройка – Настроить панели инструментов.

В Kig предусмотрены контекстные меню для объектов. Для их вызова щелкните правой кнопкой мыши на объекте. Меню содержит команды построения, установки цветов, скрытия, перемещения и удаления объектов. Кроме того, некоторые объекты имеют дополнительные специфические пункты (например, вы сможете изменять точки их построения).

Нажатием правой кнопки в документе (не на объекте) вы откроете контекстное меню, которое вы можете использовать для построения новых объектов, изменения координатной системы, отображения скрытых объектов и изменения масштаба документа.

Запись макротипов

С помощью макротипов вы можете ускорить процесс создания объектов, которые вы часто используете.

Например, вам нужно сделать макротип, который бы создавал окружность по трем точкам на ней. Вам нужно построить три точки, и используя перпендикуляры к серединам отрезков, найти центр окружности, а затем построить окружность по ее центру и точке.

После этих действий вам нужно определить макротип. Выберите Запись макротипа из меню Сервис или нажмите на соответствующей кнопке на панели инструментов. В появившемся мастере вам будет предложено выбрать входные объекты. В нашем случае, это три точки (для выбора щелкните на них).

Нажмите Далее и выберите выходной объект (окружность).

Введите имя и описание вновь созданного типа, затем нажмите Готово.

Для использования макротипа, нажмите кнопку на панели инструментов, или выберите его из меню Объекты. Его значок будет выглядеть как выходной объект. Вы можете выполнять над макротипами такие же действия, как и с обычными объектами.

Возможности Kig

Kig - программа с открытым исходным кодом. Это означает, что вы можете бесплатно использовать и изменять ее. Распространение Kig несет свои ограничения, основное из них - все должны иметь одинаковое право на использование Kig и его модификаций.

• Свободное программное обеспечение делается с открытой душой, и его разработчики открыты для обратной связи. Если у вас есть вопросы, предложения, отправляйте их автору на (toscano.pino AT tiscali.it) (на английском), а если вы плохо знаете английский, возможно вам помогут на сайте kde.ru.

• Программа Kig предоставляет компонент KPart. Это означает, что она может быть легко встроена в любое приложение KDE. Например, если вы запустите просмотр файла .kig в Konqueror, он откроется в том же окне Konqueror без необходимости запускать внешнее приложение (с соответствующими накладными расходами).

• Работа с Kig должна быть простой, создание объектов лѐгким и интерактивным, также вам должна помочь возможность отмены выполненного действия

• Kig поддерживает запись макротипов. Они могут использоваться как обычные типы объектов, не сбрасываются при выходе. В разделе «Работа с макротипами» вы можете управлять ими — изменять, удалять, экспортировать, импортировать.

• Kig использует формат XML для хранения данных.

• Kig поддерживает ГМТ (геометрическое место точек).

• Построенные объекты можно экспортировать в изображение, в формат XFig, LaTeX или SVG. Это может быть полезно, так как не все программы поддерживают формат файлов Kig.

• В Kig имеется хорошая система преобразования.

• Kig совместим со своими конкурентами. В частности, он поддерживает формат файлов KGeo, KSeg, частично форматы Dr.Geo и Cabri, автор работает над поддержкой других.

Программа KSEG

KSEG – свободная (GNU General Public License) программа для компьютера, которая даёт возможность создавать «живые чертежи» в планиметрии, в частности, для построений с помощью циркуля и линейки. KSEG также удобно использовать для построения качественных диаграмм.

Программа KSEG написана Ильёй Бараном и рассчитана в основном на UNIX-подобные операционные системы, в частности работает на Mac OS X и FreeBSD должна работать везде, где поддерживается Qt, существует также вариант под Microsoft Windows.

Начиная с версии 0.402, полностью поддерживает русский язык. Среди подобных программ, KSEG отличается очень удобным интерфейсом и быстротой.

В настоящее время программа KSEG активно не разрабатывается.

KSEG-бесплатная (GPL) интерактивная программа геометрии для изучения Евклидовой геометрии. Вы создаете конструкцию, например, треугольник с центром окружности, а затем, перетаскивая вершины треугольника, вы можете видеть, как центр окружности перемещается в реальном времени. Конечно, вы можете сделать гораздо больше - см. список функций ниже.

KSEG можно использовать в классе, для личного исследования геометрии, или для делать высокомарочные диаграммы для латекса. Это очень быстро, стабильно, и пользовательский интерфейс был разработан для эффективности и согласованности. Обычно говорил автор «я могу сделать конструкцию inKSEG менее чем за половину времени, которое требуется мне для этого с помощью подобных программ». Несмотря на название, он основан на Qt и не требует запуска KDE.

KSEG был вдохновлен блокнотом Geometer, но он выходит за рамки функциональности, предоставляемой Sketchpad.

Рассмотрим историю программы динамической геометрии. SEG начал как небольшая программа DOS (в DJGPP) еще в 1996 году, потому что автору не хотелось платить 40 долларов за копию Sketchpad. Это был его первый настоящий C++ проект, и он сделал много ошибок в дизайне. Затем автор переписал его под Windows, и он был намного лучше-быстрый, очень стабильный, гибкий и простой в использовании. Автор успешно использовал его для генерации идеи и написания его старшей диссертации в старшей школе (о хаотической динамике семейства геометрически определенных функций) и много играл с ним. Наконец, он переписал SEG в третий раз для linux (назвав его KSEG, потому что изначально это был проект KDE,но автор обнаружил, что API KDE менялись слишком быстро для него, чтобы идти в ногу), используя его опыт работы с предыдущими двумя проектами. Из программы для его личного пользования она превратилась в настоящее интерактивное образовательное программное обеспечение. Хотя он знал, что он используется в образовании, им услышано немного подробностей об этом опыте, поэтому, автору важно знать мнения об его программы.

Функции программы KSEG

Рассмотрим текущие функции программы:

• ·Быстрый сердечник который может поддержать большие конструкции Free/GPL-работает на Linux (и, вероятно, на большинстве других систем, поддерживающих Qt)

• Поддерживать несколько языков

• Полностью документируемый

• Построение точек, отрезков, лучей, линий, окружностей и Дуг

• Производить измерения

• Преобразования (вращение, перемещение, масштабирование, отражение)

• Построение адаптивно отобранных локусов для лучшего качества и скорости

• Обратное перетаскивание

• Бесконечный откат/повтор

• Возможность легко переопределять точки для "редактирования" чертежей

• Простой в использовании редактируемый скрипт/макрос с поддержкой рекурсии

• Красивые формулы для расчетов-с моим libkformula

• Красивые цвета, шрифты и т. д.

• Панорамирование/масштабирование и несколько одновременных просмотров

Экспорт вида в файл изображения, включая опцию сглаживания

• Печать

• Группы выбора–сгруппируйте несколько объектов, а затем выберите их позже двумя щелчками мыши.

Список литературы

1. ВикиПрограммы [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://wikiprograms.org/kseg/

2. KSEG Free Interactive Geometry Software [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. cyberlenica.ru

3. Software KSEG / Режим доступа: [Видеоматериал] https://yandex.ru/video/search?filmId=13795551038513248500&text=%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D1%8F%20%D0%B3%D0%B5%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%8F%20kseg