Excel下動(dòng)態(tài)函數(shù)圖像的實(shí)現(xiàn)

吳明桓

摘 要：Excel是我們常用的數(shù)據(jù)處理工具。它提供的散點(diǎn)圖工具可以很方便地繪制各種函數(shù)圖像。Excel同時(shí)還提供了VBA編程接口，利用VBA提供的定時(shí)器函數(shù)，采用固定的周期自動(dòng)地調(diào)整函數(shù)參數(shù)，從而改變函數(shù)圖像，實(shí)現(xiàn)函數(shù)圖像的動(dòng)態(tài)變化。

關(guān)鍵詞：Excel；VBA；動(dòng)態(tài)函數(shù)圖像

Microsoft Excel是微軟公司的辦公軟件Microsoft office的組件之一，它可以進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的處理、統(tǒng)計(jì)分析和輔助決策操作，廣泛地應(yīng)用于管理、統(tǒng)計(jì)財(cái)經(jīng)、金融等眾多領(lǐng)域。它除了采用表格化的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)、運(yùn)算、檢索等復(fù)雜處理功能以外，還提供了數(shù)據(jù)透視圖、散點(diǎn)圖等多種形式的圖形化處理工具，使我們能夠?qū)﹄s亂、枯燥的數(shù)據(jù)形成直觀、形象的圖像，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)和理解數(shù)據(jù)內(nèi)在的邏輯關(guān)系。

高中信息課我們?cè)?jīng)學(xué)習(xí)了利用Excel的散點(diǎn)圖工具繪制函數(shù)圖像的基本方法，對(duì)我們學(xué)習(xí)和理解各類函數(shù)及其圖像的變化規(guī)律起到了很好的幫助作用。采用散點(diǎn)圖繪制的函數(shù)圖像只是一個(gè)靜態(tài)的圖像，如果要改變函數(shù)參數(shù)就需要手工調(diào)整。有沒有一個(gè)更好的辦法能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)整，使函數(shù)圖像在給定的參數(shù)變化范圍內(nèi)自動(dòng)改變，從而更加形象地、連續(xù)地顯示參數(shù)對(duì)圖像的影響過程呢？

通過上網(wǎng)了解，VBA編程語言提供了定時(shí)器功能，由編程者根據(jù)需要設(shè)定相應(yīng)的周期和頻率，在程序執(zhí)行過程中定周期地自動(dòng)執(zhí)行某一個(gè)過程來完成特定任務(wù)。Visual Basic for Applications（VBA）是Visual Basic的一種宏語言，是微軟開發(fā)出來在其桌面應(yīng)用程序中執(zhí)行通用的自動(dòng)化（OLE）任務(wù)的編程語言。主要能用來擴(kuò)展Windows的應(yīng)用程序功能，特別是Microsoft Office軟件。微軟在1994年發(fā)行的Excel 5.0版本中，即具備了VBA的宏功能。VBA提供了一個(gè)OnTime函數(shù)實(shí)現(xiàn)定時(shí)器功能，利用這個(gè)定時(shí)器，我們可以定時(shí)自動(dòng)修改函數(shù)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)函數(shù)圖像的動(dòng)態(tài)演變。

下面我們以高中數(shù)學(xué)的對(duì)勾函數(shù)（y=ax+（a，b>0））圖像為例，一步步實(shí)現(xiàn)函數(shù)圖像的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

1 基本散點(diǎn)圖的繪制

對(duì)勾函數(shù)是數(shù)學(xué)中一種常見而又特殊的函數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)勾函數(shù)參數(shù)a和b均大于0。實(shí)際上a、b不同號(hào)時(shí)也可以生成相應(yīng)的函數(shù)圖像。無論a、b參數(shù)的取值如何，函數(shù)圖像在x=0時(shí)不連續(xù)。為防止散點(diǎn)圖在x=0時(shí)出現(xiàn)連線，我們將圖像按x<0和x>0分別繪制左右側(cè)圖像。

1.1 生成函數(shù)基本數(shù)據(jù)

我們新建一個(gè)Excel表格，將A～F列分別定義為x、y=ax、y=b/x左部、y=b/x右部、y=ax+b/x左部、y=ax+b/x右部的數(shù)據(jù)列。在第1行輸入以上列名。將I2和J2單元格作為參數(shù)a和b的參數(shù)儲(chǔ)存位置。

首先生成x軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)，考慮到函數(shù)圖像在靠近y軸附近時(shí)圖像斜率較大，為使圖像更加平滑，我們采用不同的x軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)間隔。從A2單元格開始采用按列填充的方式生成x軸等差序列坐標(biāo)：A2～A92單元格為-100～-10，步長為1；A92～A292單元格為-10～10，步長為0.1（其中A192單元格為0）；A292～A382單元格為10～100，步長為1。

1.2 生成散點(diǎn)圖表

選中A～F列后插入“帶平滑線的散點(diǎn)圖”。在生成的散點(diǎn)圖上右擊，選擇數(shù)據(jù)，分別編輯各圖例項(xiàng)，去除無效的坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)，使其X軸系列值、Y軸系列值對(duì)應(yīng)如表1所示。

選中x坐標(biāo)軸，修改坐標(biāo)軸邊界為-50～50；選中y坐標(biāo)軸，修改坐標(biāo)軸邊界為-500～500。將y=b/x右部圖像的顏色調(diào)整為與y=b/x左部圖像顏色一致，將y=ax+b/x右部的圖像顏色調(diào)整為與y=ax+b/x左部圖像顏色一致。（如圖1所示）

2 添加手動(dòng)調(diào)整工具

在Excel的開發(fā)工具中選擇“滾動(dòng)條（窗體控件）”表單控件，插入兩個(gè)滾動(dòng)條控件分別用來控制參數(shù)a和b的取值，將滾動(dòng)條的控制值設(shè)置為0～100，步長為1，并分別與I3、J3單元格鏈接；將I2、J2單元格內(nèi)容修改為=-50+I3和=-500+J3*10。調(diào)整滾動(dòng)條即可修改a或b的參數(shù)值，相應(yīng)的函數(shù)圖像也會(huì)發(fā)生變化。

3 添加定時(shí)器

在Excel的開發(fā)工具中選擇“復(fù)選框（窗體控件）”表單控件，插入兩個(gè)復(fù)選框控件分別用來控制參數(shù)a和b的自動(dòng)變化。將復(fù)選框的名稱分別修改為“a自動(dòng)變化”和“b自動(dòng)變化”，單元格分別鏈接到I4、J4。改變復(fù)選框，則相應(yīng)的單元格內(nèi)容會(huì)在“TRUE”和“FALSE”之間變化。

鍵盤同時(shí)按下ALT+F11，打開VBA編輯器，選擇“VBAProject”后右擊插入模塊1，在打開的窗口中輸入以下代碼：

關(guān)閉窗口，選擇“Excel啟用宏的工作簿”保存Excel文件。重新打開該文件并啟用宏，選中相應(yīng)的復(fù)選框后，函數(shù)參數(shù)及圖像將自動(dòng)改變。圖2即是我們得到最終動(dòng)態(tài)的函數(shù)圖像。

4 結(jié)束語

利用Excel的散點(diǎn)圖和VBA定時(shí)器，可以很容易地實(shí)現(xiàn)函數(shù)圖像的動(dòng)態(tài)變化。Excel散點(diǎn)圖可以實(shí)現(xiàn)很多函數(shù)圖像的繪制，而函數(shù)參數(shù)的改變也將影響最終函數(shù)圖像的特征，采用動(dòng)態(tài)自動(dòng)調(diào)整參數(shù)改變圖像，為我們學(xué)習(xí)和掌握函數(shù)特性，加深對(duì)函數(shù)概念的理解提供了更加形象、生動(dòng)的方式。

參考文獻(xiàn)

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