Gõ bất kì hàm số nào và thấy ngay hình dạng của nó. Vẽ tối đa ba hàm cùng lúc bằng ba màu để so sánh, kéo điểm dò để đọc một giá trị trên đường cong, và xem mỗi hàm cắt trục hoành ở đâu.
Vòng tròn quay Fourier
Giới thiệu mô phỏng này
Mô phỏng này vẽ một đường cong bằng chuỗi các vòng tròn quay, mỗi vòng quay với tốc độ bằng một bội nguyên của tốc độ gốc. Học sinh chọn sóng vuông, sóng răng cưa hoặc sóng tam giác, hoặc một hình trái tim, ngôi sao hay vô cực, rồi đặt số vòng tròn từ 1 đến 30 và bật tắt các vòng tròn và vệt bay. Các chỉ số hiển thị số vòng tròn đã dùng, sai số RMS và vị trí bút. Giáo viên có thể dùng mô phỏng để giới thiệu chuỗi Fourier, tổng các sóng sin và phép xấp xỉ, và cho thấy độ vọt Gibbs ở các góc của sóng vuông.
Học sinh có thể khám phá điều gì
- Chọn Sóng vuông và tăng Vòng tròn từ 1 đến 30, đồng thời quan sát chỉ số sai số RMS giảm xuống.
- Chuyển sang Trái tim và so sánh 5 vòng tròn với 30 vòng tròn.
- Tắt Hiện vòng tròn để chỉ thấy đường đi của bút.
- Thử Sóng răng cưa và Sóng tam giác, rồi so sánh xem mỗi sóng hội tụ nhanh đến đâu.
- Bật và tắt Vệt bay để theo dõi hoặc xóa đường đã vẽ.
Mục tiêu học tập
- 1Giải thích rằng một đường cong lặp lại có thể được tạo từ các vòng tròn quay hoặc từ các sóng sin.
- 2Quan sát việc thêm số hạng làm phép xấp xỉ tốt hơn như thế nào.
- 3Diễn giải một thước đo sai số khi số vòng tròn tăng lên.
- 4So sánh các sóng khác nhau cần số hạng nhiều hay ít như thế nào.
Câu hỏi giáo viên thường đặt ra
Mô phỏng vòng tròn quay Fourier có miễn phí không?
Có. Hoàn toàn miễn phí và chạy trên mọi trình duyệt web hiện đại, kể cả bảng tương tác, máy tính bảng, Chromebook và điện thoại. Không cần cài đặt và không cần đăng ký hay tài khoản.
Chuỗi Fourier là gì?
Đó là cách viết một hàm lặp lại thành tổng các sóng sin và cosin có tần số khác nhau. Mỗi số hạng trong mô phỏng này là một vòng tròn quay.
Vì sao các góc của sóng vuông trông không đều?
Gần chỗ nhảy, tổng Fourier vọt quá giá trị thật khoảng 9 phần trăm, gọi là hiện tượng Gibbs. Thêm vòng tròn làm thu hẹp độ vọt nhưng không loại bỏ nó.
Tôi dùng mô phỏng vòng tròn quay Fourier như thế nào?
Chọn một hình, bắt đầu với vài vòng tròn rồi từ từ thêm nhiều hơn. Quan sát chỉ số sai số RMS và vị trí bút để thấy hình vẽ gần với mục tiêu đến mức nào.
Nhúng mô phỏng này
Đặt vào hệ thống học tập, blog hoặc trang lớp của bạn — miễn phí.
<iframe src="https://kiwibee.io/vn/simulations/fourier-epicycles-3d-simulation/embed" title="Vòng tròn quay Fourier | KiwiBee" loading="lazy" allowfullscreen style="width:100%;height:min(70vh,620px);min-height:420px;border:0;border-radius:16px"></iframe>Tiếp tục khám phá
Thêm các mô hình khoa học tương tác
Quay vòng quay, tung đồng xu hoặc gieo xúc xắc, rồi quan sát hai nhóm cột: xác suất mà hình dạng dự đoán và kết quả bạn thật sự nhận được. Mười lần quay chẳng chứng minh được gì; sau vài trăm lần, hai nhóm gần như không phân biệt nổi.
Đổi m rồi xem đường thẳng nghiêng đi; đổi b rồi xem nó trượt lên xuống. Hoặc kéo hai điểm trên đường thẳng và đọc phương trình mà nó viết lại cho bạn. Bậc thang «lên trên chia sang ngang» leo dọc đường thẳng để hệ số góc trở thành thứ bạn đếm được.
So sánh quỹ đạo hai vật với chuyển động hình số tám của ba vật, rồi thêm tối đa mười hai vật. Đổi khối lượng, vận tốc và vị trí ban đầu; quan sát quỹ đạo và sai số năng lượng số.
Xấp xỉ diện tích dưới đường cong bằng các dải và chọn cách mỗi dải lấy chiều cao: mép trái, mép phải, điểm giữa hay đỉnh nghiêng. Tăng số dải rồi xem sai số giảm xuống, còn tổng cộng dồn được vẽ thành một đường cong riêng.
Mang khoa học tương tác vào lớp học của bạn
Không gian giáo viên miễn phí của KiwiBee gộp soạn bài, phiếu bài tập, công cụ lớp học và sổ điểm vào cùng một nơi.
Bắt đầu miễn phí và tạo lớp học đầu tiên