032-GeoGebra中级篇-列表与集合（list and set）及常用操作大全

列表在 GeoGebra 中扮演着重要角色，使用户能够处理和管理一组数值、点或对象。这些列表可以用于执行多种操作，如计算平均值、排序、查找最大或最小值、绘制点的集合等。通过使用列表，用户可以简化复杂的计算步骤，增强图形的动态性和互动性。本文将介绍如何在 GeoGebra 中创建和操作列表，展示列表在数学教学、数据分析和几何构建中的实际应用。通过掌握这些列表操作技巧，您可以进一步提升 GeoGebra 的使用效果，创造更加丰富和生动的数学模型。

一、关于列表与集合

1. 列表与集合的对比

老实说，我第一次接触到GeoGebra的列表时有些懵，我们先来看一下GeoGebra中列表与集合的对比：

如果说C语言是万剑之宗，那么衍生出来的GeoGebra这把剑一定是个另类，因为有几个奇怪的地方：

1. GeoGebra列表有序、且可以重复，但从1开始索引；
2. GeoGebra列表与集合的创建方式一样；
3. {1，2，3}默认是列表，除非上文中有交、并、差运算，系统才确定它是集合；
4. 列表可以转换为集合，用的是Set[List]

2. 列表转集合

因为集合是不重复的，所以可以利用这个原理进行列表的去重。

// 定义列表
L = {1, 2, 2, 3, 4, 5, 5}// 将列表转换为集合
SetL = Set[L]// 输出结果
SetL  // 结果为 {1, 2, 3, 4, 5}

3. 集合转列表

注意，集合是无需的，元素是不重复的，列表是有序的，元素可以重复（数学中的理论）

// 定义集合
Set1 = {5, 2, 8, 1}// 将集合转换为列表
ListFromSet = Sequence(Element[Set1, i], i, 1, Length[Set1])// 输出结果
ListFromSet  // 结果为 {5, 2, 8, 1}// 对列表进行排序（可选）
SortedList = Sort[ListFromSet]// 输出排序后的列表
SortedList  // 结果为 {1, 2, 5, 8}

二、列表的操作

1. 列表-创建

（1）直接创建法：直接在命令行输入下边命令，就可以创建列表（注意，花括号默认创建列表，列表进行交集、并集处理后会自动转成集合）。

L = {1, 2, 3, 4, 5}

（2）使用序列法：

这将创建一个名为L的列表，包含从1到10的平方数：{1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100}

L = Sequence(n^2, n, 1, 10)

2. 列表-新增元素

可以使用GeoGebra的Append命令向列表中添加元素（和Python的关键字一样）：

L = {1, 2, 3}
Append(L, 4)  // L现在变为{1, 2, 3, 4}

3. 列表-删除元素

使用Remove命令可以删除指定位置的元素:

L = {1, 2, 3, 4, 5}
Remove(L, 3)  // L现在变为{1, 2, 4, 5}

4. 列表-访问元素

可以使用方括号语法访问列表中的特定元素（程序员请注意，这里是从1开始）：

L = {10, 20, 30, 40, 50}
L(3)  // 返回30

5. 列表-修改元素

通过重新定义列表中的特定位置元素，可以修改列表：

L = {10, 20, 30, 40, 50}
SetValue(L, 3, 35)  // 将第3个元素改为35，现在L为{10, 20, 35, 40, 50}

6. 列表-遍历列表

可以使用Sequence命令或循环来遍历列表中的元素。例如，计算列表中所有元素的平方并存储在新列表中：

L = {1, 2, 3, 4, 5}
SquaredList = Sequence(Element(L, i)^2, i, 1, Length(L))  // SquaredList为{1, 4, 9, 16, 25}

7. 列表-合并列表

你可以使用Join命令合并两个或多个列表：（注意，这个操作后仍是列表，元素可以重复）

L1 = {1, 2, 3}
L2 = {3, 4, 5}
L = Join(L1, L2)  // L为{1, 2, 3, 3, 4, 5}

7. 列表-获取列表长度

L = {1, 2, 3, 4, 5}
Length(L)  // 返回5

8. 列表-查找元素索引：

L = {10, 20, 30, 40, 50}
IndexOf(L, 30)  // 返回3

9. 列表-列表求和：：

L = {1, 2, 3, 4, 5}
Sum(L)  // 返回15

10. 列表-列表排序：

L = {5, 2, 8, 1, 4}
Sort(L)  // 返回{1, 2, 4, 5, 8}

11. 列表-反转列表：

L = {1, 2, 3, 4, 5}
Reverse(L)  // 返回{5, 4, 3, 2, 1}

三、集合的操作

1. 集合-创建（与列表一致）：

（1）直接创建法：直接在命令行输入下边命令，就可以创建集合（注意，虽说花括号默认创建列表，但后续我们一旦对列表进行集合的操作，就会自动转换成集合）。

L = {1, 2, 3, 4, 5}

（2）使用序列法：

这将创建一个名为L的集合，包含从1到10的平方数：{1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100}

L = Sequence(n^2, n, 1, 10)

2. 集合-新增元素：

集合中的元素是唯一的，添加重复元素不会改变集合：

S = {1, 2, 3}
S = Union(S, {4})  // S现在变为{1, 2, 3, 4}
S = Union(S, {3})  // S仍然是{1, 2, 3, 4}，因为3已经在集合中

3. 集合-删除元素：

使用Difference命令可以从集合中删除元素：

S = {1, 2, 3, 4, 5}
S = Difference(S, {3})  // S现在变为{1, 2, 4, 5}

4. 集合-访问元素：

集合没有固定的顺序，因此不能通过索引访问特定元素。但是可以使用Element命令访问集合中的元素：

S = {10, 20, 30, 40, 50}
Element(S, 3)  // 返回集合中的第三个元素

5. 集合的并集：

使用Union命令可以求两个集合的并集：

S1 = {1, 2, 3}
S2 = {3, 4, 5}
S = Union(S1, S2)  // S为{1, 2, 3, 4, 5}

6. 集合的交集：

使用Intersection命令可以求两个集合的交集：

S1 = {1, 2, 3}
S2 = {3, 4, 5}
S = Intersection(S1, S2)  // S为{3}

7. 集合的差集：

使用Intersection命令可以求两个集合的交集：

S1 = {1, 2, 3}
S2 = {3, 4, 5}
S = Difference(S1, S2)  // S为{1, 2}

8. 集合的补集：

假设有一个全集U，使用Complement命令可以求集合的补集：

U = {1, 2, 3, 4, 5}
S = {2, 4}
C = Complement(U, S)  // C为{1, 3, 5}

9. 集合的子集：

使用Subset命令可以获取集合的子集：

S = {1, 2, 3, 4, 5}
Subsets(S, 2)  // 返回{ {1, 2}, {1, 3}, {1, 4}, {1, 5}, {2, 3}, {2, 4}, {2, 5}, {3, 4}, {3, 5}, {4, 5} }

10. 集合-判断元素是否在集合中：

S = {1, 2, 3, 4, 5}
Contains(S, 3)  // 返回true

11. 集合-获取集合大小：

S = {1, 2, 3, 4, 5}
Size(S)  // 返回5

12. 集合-求集合的幂集：

S = {1, 2, 3}
PowerSet(S)  // 返回{ {}, {1}, {2}, {3}, {1, 2}, {1, 3}, {2, 3}, {1, 2, 3} }

13. 集合-判断集合是否为空：

S = {}
IsEmpty(S)  // 返回true

四、文章最后

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