用复数证明余弦定理
复数运算法则
复数运算法则复数是一个十分重要的数学概念,在很多种情况下都需要对其进行各种运算,复数运算法则就是专门用来解决这些运算问题的规则和方法。
一般来说,复数运算法则主要涉及到六大类:1、加减法:复数的加减法的计算原则是:实部加减,虚部加减。
比如:(2 + 3i) + (4 - 5i) = (2+4) + (3-5)i2、乘法:复数的乘法的计算原则是:实部乘虚部的和,实部的平方加虚部的平方的差。
比如:(2 + 3i) * (4 - 5i) = (2*4 + 3*(-5)) + (2*(-5) + 3*4)i3、除法:复数的乘法原则是:实部乘虚部的和,实部的平方减虚部的平方的差,除以实部乘虚部的差。
比如:(2 + 3i) / (4 - 5i) = (2*4 - 3*(-5)) / (2*(-5) - 3*4)i 4、复数乘方:复数乘方的原则是:复数的实部和虚部都相乘,然后求幂,再乘以复数的模的n次方。
比如:(2 + 3i)^3 = (2^3 + 3^3i) * (5^3)5、复数的模:复数的模定义为复数的实部和虚部的平方和的开方,比如:|2 + 3i| = (2^2 + 3^2) =136、复数的余弦定理:复数的余弦定理表达式为:(a + bi)^2 = (a^2 - b^2) + (2ab)i,这个定理可以用来解决很多问题,比如求复数的平方根之类的。
复数运算法则的应用复数运算法则不仅仅可以用在数学上,同样可以用在物理、电子、信号处理等等领域。
在物理中,复数可以用来描述力学领域的各种系统,例如震动振荡系统,复数运算法则可以用来解决这类系统的特定问题。
在电子学中,复数运算法则可以用来描述各种电路系统,例如滤波器系统,它可以用来解决一些特定的问题,比如电子设计中噪声抑制、信号削弱等,也可以用来求解一些复杂的电路系统。
此外,复数运算法则也可以用于信号处理领域,比如滤波、图像处理、数据压缩等,都可以使用复数运算法则来解决各种问题。
用复数证明余弦定理
正、余弦定理的复数证法
正弦定理是指在一个三角形中,各边和它所对的角的正弦的比相等,即。
余弦定理是指三角形中任何一边的平方等于其它两边的平方和减去这两边与它们夹角的余弦的积的2倍,即c2=a2+b2-2abcosC ,b2=a2+c2-2accosB,a2=b2+c2-2bccosA。
教材中对正、余弦定理的证明较繁,下面介绍一种简单的证法——复数法。
证明:如下图,在复平面内作△ABC,则
=a(cosB+i sinB ),
= =b[cos
(-A)+i sin(-A)]=,这里C'是平行四边形ACBC'的顶点,根据复数加法的几何意
义可知
=+=+
所以c=a(cosB+i sinB)+b[cos(-A)+i sin(-A)]
=(acosB+bcosA)+(asinB-bsinA)i。
(*)
根据复数相等的定义,
有asinB-bsinA=0,
即。
对(*)式两边取模,得
c2=(acosB+bcosA)2+(asinB-bsinA)2 =a2+b2+2abcos(B+A)
=a2+b2-2abcosC
其他各式同理可证。
复数的几何意义
复数的几何意义一、复数的几何意义1、复数的几何表示:bi a z +=与复平面内的点)(b ,a Z 之间是一一对应的,即任何复数bi a z +=都可以用复平面内的点)(b ,a Z 来表示。
2、复数的向量表示:直角坐标系内的点)(b ,a Z 与始点在原点的向量)(b ,a OZ =是一一对应的,因此,复数bi a z +=也与向量)(b ,a OZ =一一对应,其中复数0对应零向量,任何复数bi a z +=可以表示为复平面内以原点O 为起点的向量OZ ,我们把这种表示像是叫做复数的向量表示法。
复数z=a+bi ↔复平面内的点Z (a ,b )↔平面向量OZ 3、复数的模的几何意义复数z=a+bi 在复平面上对应的点Z(a,b)到原点的距离. 即 |Z |=|a+bi |=4、复数的加法与减法的几何意义加法的几何意义 减法的几何意义22b a + Z( )xoZ 1Z 2ZZ 2Z1yy oxz 1z 2≠0时, z 1+z 2对应的向量是以OZ 1、OZ 2、为邻边的平行四边形OZ 1ZZ 2的对角线OZ , z 2-z 1对应的向量是Z 1Z 2 5、 复数乘法与除法的几何意义z 1=r 1(cos θ1+i sin θ1) z 2=r 2(cos θ2+i sin θ2)①乘法:z=z 1· z 2=r 1·r 2 [cos(θ1+θ2)+i sin(θ1+θ2)]如图:其对应的向量分别为oz oz oz 12→→→显然积对应的辐角是θ1+θ2 < 1 > 若θ2 > 0 则由oz 1→逆时针旋转θ2角模变为oz 1→的r 2倍所得向量便是积z 1·z 2=z 的向量oz →。
< 2 >若θ2< 0 则由向量oz 1→顺时针旋转θ2角模变为r 1·r 2所得向量便是积z 1·z 2=z 的向量oz →。
数学公式知识:正弦定理、余弦定理和欧拉公式的比较
数学公式知识:正弦定理、余弦定理和欧拉公式的比较正弦定理、余弦定理和欧拉公式是数学中常用的重要公式。
本文将对这三个公式的概念、应用及特点进行比较分析。
一、正弦定理正弦定理,又称为正弦公式,是指在任意三角形中,三条边与这个角的正弦值之比相等的公式,即a/sinA=b/sinB=c/sinC,其中a、b、c分别为三角形的三边,A、B、C分别为三角形的三个角。
正弦定理的应用十分广泛,一般常用于计算三角形的面积、角度和边长等问题,尤其在三角形边长比较复杂、难以测量的情况下,应用正弦定理可以轻松计算出三角形的各项参数。
二、余弦定理余弦定理,又称为余弦公式,是指在任意三角形中,三条边与这个角的余弦值之差相等的公式,即c²=a²+b²-2abcosC,b²=a²+c²-2accosB,a²=b²+c²-2bccosA,其中a、b、c分别为三角形的三边,A、B、C分别为三角形的三个角。
余弦定理同样适用于解决三角形的面积、角度和边长等问题,与正弦定理相比,余弦定理的计算量更大,但适用范围更广,尤其是在计算不确定的角度或边长时更加常用。
三、欧拉公式欧拉公式是数学中比较复杂、有着广泛应用的重要公式,是指当x 为任意实数时,e^(ix)=cosx+isinx,其中i为虚数单位。
欧拉公式是欧拉发现的一个不等式,也是数学中最为美丽的公式之一。
欧拉公式的应用非常广泛,可以解决许多数学问题,如级数求和、微积分、复数函数等问题,尤其是在数学物理学、电子技术、信号处理等领域均有着重要的应用。
四、比较与分析正弦定理、余弦定理和欧拉公式都是数学中非常重要的公式,在解决不同的问题时具有不同的优点。
正弦定理适用于解决一些三角形的简单问题,而余弦定理适用范围更广,可以解决各种不定方程、初等代数方程等问题,但计算量也比较大。
欧拉公式则是一种高度抽象的数学公式,可以解决许多比较复杂的数学问题,但需要较高的数学知识和技能。
余弦定理的八种证明方法1500字
余弦定理的八种证明方法1500字余弦定理是高中数学中一个非常重要的定理,它可以描述三角形边长和角度之间的关系。
余弦定理有很多种证明方法,以下我们简单介绍其中的八种证明方法。
方法一:向量法证明推导过程如下:设三角形ABC的顶点坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3)。
根据向量的定义和运算法则,可以得到向量AB=a,向量AC=b,向量BC=c。
由向量的点积公式可知,向量a·b=|a||b|cos(∠{向量AB,向量AC}),即(a-b)·(a-c)=-|a|²cosA。
对称地,还可以得到(b-c)·(b-a)=-|b|²cosB,(c-a)·(c-b)=-|c|²cosC。
进一步推导可知,(a-b)·(a-c)+(b-c)·(b-a)+(c-a)·(c-b)=-(|a|²+|b|²+|c|²),即2(a·b+b·c+c·a)=|a|²+|b|²+|c|²,最终可得到余弦定理的向量形式。
方法二:面积法证明推导过程如下:设∠ACB=C,根据三角形的面积公式可知,△ABC的面积S=1/2|AC||BC|sinC。
又根据正弦定理可知,sinC=a/2R,其中R为△ABC的外接圆半径。
将sinC带入上述公式可得S=1/4R|AC||BC|a。
同样地,也可以得到S=1/4R|AB||BC|c和S=1/4R|AB||AC|b。
将这三个式子相加,并将△ABC的面积用△ABC的周长p和半周长s表示,可得2S/abc=(ac+ab-bc)/2sb+(ab+bc-ac)/2sc+(ac+bc-ab)/2sa。
经过化简可以得到余弦定理的面积形式。
方法三:勾股定理证明推导过程如下:考虑△ABC的边AB与边AC之间的夹角∠BAC=A,根据勾股定理可得AB²=BC²+AC²-2BC·ACcosA。
挑战思维极限 勾股定理的365种证明
挑战思维极限勾股定理的365种证明挑战思维极限:勾股定理的365种证明导语:挑战思维极限,是人类一直以来的追求。
人们通过不断突破自己的认知边界,探索未知的领域。
勾股定理作为数学领域里最基础、最经典的定理之一,几乎是每个学生在数学课堂上必须掌握的内容。
但是,你知道吗?这个定理有着超过365种不同的证明方法。
本文将以从简到繁的方式,逐步探索这个数学定理的多样性与美妙。
1.初级证明勾股定理,在数学中又被称为毕达哥拉斯定理,最早出现在古希腊。
一个简单的证明方法是利用几何图形。
我们将一条直角边的长度设为a,另一条直角边的长度设为b,斜边的长度设为c。
根据勾股定理,我们有a²+b²=c²。
那么,我们可以通过构造一个正方形,将边长分别设为a、b和c,再利用面积的计算方法得到这个定理的证明。
2.三角函数证明在勾股定理的证明中,三角函数是常见且重要的工具。
我们可以通过正弦定理和余弦定理来推导勾股定理。
利用正弦定理得到sin A / a = sin B / b = sin C / c。
将这个结果代入余弦定理,得到a²+b²-2abcosC=c²。
由于直角三角形中cosC=0,所以最终得到a²+b²=c²。
3.解析几何证明解析几何是通过代数方法来解决几何问题的一种方法。
在勾股定理的证明中,我们可以利用平面直角坐标系来进行推导。
假设A点坐标为(0,0),B点坐标为(a,0),C点坐标为(0,b),则C点的坐标为(a,b)。
通过距离公式和勾股定理的关系,我们可以得到a²+b²=c²。
4.复数证明复数是数学中一种有趣而重要的概念,在勾股定理的证明中也有其应用。
我们可以将直角边的长度表示为实数,斜边的长度表示为纯虚数。
通过对勾股定理进行代数操作,将三个数的平方相加,并最终等于零,从而证明了勾股定理。
5.数学归纳法证明数学归纳法是一种证明数学命题的方法。
余弦定理及其证明(精选多篇)
证法四:如图3,设单位向量j与向量ac垂直。
因为ab=ac+cb,
所以j•ab=j•(ac+cb)=j•ac+j•cb.
因为j•ac=0,
j•cb=|j||cb|cos(90°-∠c)=a•sinc,
j•ab=|j||ab|cos(90°-∠a)=c•sina.
mc=4Biblioteka ma=√(c_+(a/2)_-ac*cosb)
二、余弦定理的证明
法一:在△abc中,已知,求c。
过a作,
在rt中,,
法二:
,即:
法三:
先证明如下等式:
⑴
证明:
故⑴式成立,再由正弦定理变形,得
结合⑴、有
即.
同理可证
.
三、正余弦定理的统一证明
法一:证明:建立如下图所示的直角坐标系,则a=(0,0)、b=(c,0),又由任意角三角函数的定义可得:c=(bcosa,bsina),以ab、bc为邻边作平行四边形abcc′,则∠bac′=π-∠b,
mc=
4
ma=√(c_+(a/2)_-ac*cosb)
=(1/2)√(4c_+a_-4ac*cosb)
由b_=a_+c_-2ac*cosb
得,4ac*cosb=2a_+2c_-2b_,代入上述ma表达式:
ma=(1/2)√
=(1/2)√(2b_+2c_-a_)
证毕。
第五篇:怎么证明余弦定理怎么证明余弦定理证明余弦定理:
be=c•sin∠cab,
cf=a•sin∠abc。
所以s△abc=a•b•csin∠bca
求复数辐角主值最值的四种方法
先利用复数的三角式z=r(cos臼+ isin口)(r>o,O≤臼<2丌)及其它,把复数模 化成三角函数形式或把复数转化成构造相关 三角函数,再用三角知识推理、计算出所求辐 角主值的最值.三角法的实质是把复数问题 化成三角问题求解. 例1
已知复数z满足I 2z+÷I:1,
由②知,o≠o,结合丌<臼≤萼7r,有詈<
・.’戈∈R,.・.半0另Ⅱ式△=4(t98+1)2— 7(‘92日+1)≥O,化简,得3t92目一8‘g臼+3≤
0.
求arg三的最大值. 分析:本题若
I,
用三角法和代数法
解得半酏臼≤半. .・.(argz)min:arctg半; (a孵)。。:arctg半.
例4 已知复数z=cos臼+i(2sin2口一
0(一2001≤y≤
I,
.・.点z在以 (0,1)为圆心,1 为半径的圆或圆内 运动,如图2.
z+i
I表示圆或
< ≥~
一
2001),其轨迹是线 段I
A曰I.
一2001
/
^/’
三
2001
圆内的点到点A (O,一1)的距离,向
』j .}、
图2 o’A
从图形上知
【arg(彳+2001
i+
f
∥j
图3
一2001
万方数据
求复数辐角主值最值的四种方法
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 邓光发 四川开江普安中学,636251 河北理科教学研究 HEBEI LIKE JIAOXUE YANJIU 2001(4)
本文链接:/Periodical_hblkjxyj200104006.aspx
立. .・.由余弦函数在[0,丌]上的单调性知,
正弦定理和余弦定理的应用
建筑设计:确 定建筑物的最 佳设计方案, 例如高度、角
度和长度等
机械设计:计 算齿轮的旋转 角度和速度, 以确保机械设 备的正常运行
水利工程:计 算水流的流速 和方向,以设 计合理的排水 系统或水电站
Part Four
正弦定理和余弦定 理的应用技巧和注
意事项
应用技巧
掌握基本公式:熟悉正弦定理和余弦定理的基本公式,能够熟练运用。
理解几何意义:理解正弦定理和余弦定理在几何图形中的应用,能够根 据图形特点选择合适的定理。
灵活变换形式:能够根据问题需要,灵活变换正弦定理和余弦定理的形 式,简化计算过程。
注意适用范围:明确正弦定理和余弦定理的适用范围,避免在不适合的 情况下使用。
注意事项
适用范围:正 弦定理和余弦 定理适用于直 角三角形,注 意角度的取值
水利工程:在水利工程中,如大坝、水库和水电站的设计和建设中,需要利用正弦定理和余弦 定理进行水流角度和速度的计算,以确保工程的安全性和稳定性。
Part Three
正弦定理和余弦Байду номын сангаас 理的实例分析
几何学中的实例分析
直角三角形中的 正弦定理应用
等腰三角形中的 余弦定理应用
任意三角形中的 正弦定理和余弦 定理综合应用
正弦定理是解三角形的重要工具,可以用于计算角度、边长等。
余弦定理的定义
余弦定理公式: a²=b²+c²-2bc cos A
适用范围:解决 任意三角形边长 和角度的问题
证明方法:利用 向量的数量积和 向量的模长公式 进行证明
应用举例:通过 余弦定理可以求 出三角形的任意 一边长度和角度
定理的证明和推导
定理
Part Two
复数的几何意义
复数的几何意义一、复数的几何意义1、复数的几何表示:bi a z +=与复平面内的点)(b ,a Z 之间是一一对应的,即任何复数bi a z +=都可以用复平面内的点)(b ,a Z 来表示。
2、复数的向量表示:直角坐标系内的点)(b ,a Z 与始点在原点的向量)(b ,a OZ =是一一对应的,因此,复数bi a z +=也与向量)(b ,a OZ =一一对应,其中复数0对应零向量,任何复数bi a z +=可以表示为复平面内以原点O 为起点的向量OZ ,我们把这种表示像是叫做复数的向量表示法。
复数z=a+bi ↔复平面内的点Z (a ,b )↔平面向量OZ 3、复数的模的几何意义复数z=a+bi 在复平面上对应的点Z(a,b)到原点的距离. 即 |Z |=|a+bi |=22b a +4、复数的加法与减法的几何意义加法的几何意义 减法的几何意义)ZZ 2Z1yz 1z 2≠0时, z 1+z 2对应的向量是以OZ 1、OZ 2、为邻边的平行四边形OZ 1ZZ 2的对角线OZ , z 2-z 1对应的向量是Z 1Z 2 5、 复数乘法与除法的几何意义z 1=r 1(cos θ1+i sin θ1) z 2=r 2(cos θ2+i sin θ2)①乘法:z=z 1· z 2=r 1·r 2 [cos(θ1+θ2)+i sin(θ1+θ2)]如图:其对应的向量分别为oz oz oz 12→→→显然积对应的辐角是θ1+θ2 < 1 > 若θ2 > 0 则由oz 1→逆时针旋转θ2角模变为oz 1→的r 2倍所得向量便是积z 1·z 2=z 的向量oz →。
< 2 >若θ2< 0 则由向量oz 1→顺时针旋转θ2角模变为r 1·r 2所得向量便是积z 1·z 2=z 的向量oz →。
为此,若已知复数z 1的辐角为α,z 2的辐角为β求α+β时便可求出z 1·z 2=z a z 对应的辐角就是α+β这样便可将求“角”的问题转化为求“复数的积”的运算。
余弦函数的图像和性质
余弦函数的相位表示波形相对于原 点的水平位移。对于形如 y=cos(x+φ)的余弦函数,相位为φ。
与正弦函数图像关系
平移关系
余弦函数图像相对于正弦函数图像沿x轴向左平移π/2个单 位,即y=cosx的图像与y=sin(x+π/2)的图像重合。
对称性
余弦函数图像关于y轴对称,而正弦函数图像关于原点对称。 因此,余弦函数的图像在正半轴和负半轴上具有对称性。
利用三角函数表或计算器,可以求出已知角度 的余弦值。
已知余弦值求角度
通过反余弦函数或三角函数表,可以求出已知 余弦值对应的角度。
复合角的三角函数求值
利用三角函数的和差化积公式,可以求出复合角的三角函数值。
三角函数不等式求解
余弦函数的有界性
余弦函数的值域为[-1,1],因此可 以利用这个性质求解一些与余弦 函数相关的不等式。
周期性
周期
余弦函数具有周期性,其最小正周期为 $2pi$。即对于任意整 数 $k$,都有 $cos(x + 2kpi) = cos(x)$。
波形
余弦函数的图像呈现周期性的波动,形状类似于正弦波,但 相位相差 $pi/2$。
奇偶性
偶函数
余弦函数是偶函数,即满足 $cos(-x) = cos(x)$。这意味着余弦函数的图像关 于 y 轴对称。
将余弦函数转换为正弦函数,利用正 弦函数的图像进行平移和伸缩变换, 得到余弦函数的图像。
振幅、周期与相位
振幅
余弦函数的振幅表示波形的最大 偏离程度,即函数值域的一半。 对于标准余弦函数y=cosx,振幅
为1。
周期
余弦函数的周期表示波形重复出现 的最小正周期。对于标准余弦函数 y=cosx,周期为2π。
正弦定理余弦定理和复数的公式
正弦定理余弦定理和复数的公式正弦定理、余弦定理和复数的公式在数学中都是非常重要的概念,它们在几何和代数中都有广泛的应用。
在这篇文章中,我们将探讨这些公式的定义、推导和应用。
首先,让我们来看看正弦定理。
正弦定理是指在一个三角形ABC中,三条边a、b、c和它们对应的角A、B、C之间的关系。
具体来说,正弦定理可以表示为:$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C}$。
这个公式告诉我们,三角形中每条边的长度与它所对应的角的正弦值成比例。
这个定理在解决三角形内角和边的关系问题时非常有用。
接下来,我们来看看余弦定理。
余弦定理是指在一个三角形ABC中,三条边a、b、c和它们对应的角A、B、C之间的关系。
具体来说,余弦定理可以表示为:$c^2 = a^2 + b^2 2ab \cos C$。
这个公式告诉我们,三角形中的一条边的平方等于另外两条边的平方和减去这两条边的乘积与夹角的余弦值的两倍。
余弦定理在解决三角形内边和角的关系问题时非常有用。
最后,我们来看看复数的公式。
复数是由实数和虚数构成的数,通常表示为a+bi,其中a和b分别是实部和虚部。
复数的运算有加减乘除和共轭等。
复数的模长和幅角分别由下式给出:$|z| = \sqrt{a^2 + b^2}$。
$\arg(z) = \arctan(\frac{b}{a})$。
复数的公式在解决代数中的问题时非常有用,特别是在电路分析、信号处理和控制系统等领域有广泛的应用。
总之,正弦定理、余弦定理和复数的公式是数学中非常重要的概念,它们在几何和代数中都有着广泛的应用。
通过深入理解这些公式的定义、推导和应用,我们可以更好地解决各种数学问题,并且在实际生活和工作中发挥更大的作用。
高中数学重要公式定理证明方法
高中数学重要公式定理证明方法高中数学定理证明应该怎么写呢?你认真写过高中数学定理证明吗?现在就跟着店铺一起来了解一下高中数学定理证明汇总吧。
高中数学定理证明模板一证明,已知a/sinA = b/sinB = c/sinC = 2R(1)a=2RsinA, b=2RsinB,c=2RsinC(a+b+c)/(sinA+sinB+sinC)=2R(sinA+sinB+sinC)/(sinA+sinB +sinC)=2R(2)(a-b-c)/(sinA-sinB-sinC)=2R(sinA-sinB-sinC)/(sinA-sinB-sinC)=2R(3)前2个代入后提取2R就出来了,后面3个是正弦定理已知的所以由(1)(2)(3)得到(a+b+c)/(sinA+sinB+sinC)=(a-b-c)/(sinA-sinB-sinC)=a/sinA = b/sinB = c/sinC = 2R高中数学定理证明模板二定理相交两圆的连心线垂直平分两圆的公共弦定理把圆分成n(n≥3):⑴依次连结各分点所得的多边形是这个圆的内接正n边形⑵经过各分点作圆的切线,以相邻切线的交点为顶点的多边形是这个圆的外切正n边形定理任何正多边形都有一个外接圆和一个内切圆,这两个圆是同心圆正n边形的每个内角都等于(n-2)×180°/n定理正n边形的半径和边心距把正n边形分成2n个全等的直角三角形正n边形的面积sn=pnrn/2p表示正n边形的周长正三角形面积√3a/4a表示边长如果在一个顶点周围有k个正n边形的角,由于这些角的和应为360°,因此k×(n-2)180°/n=360°化为(n-2)(k-2)=4弧长计算公式:l=nπr/180扇形面积公式:s扇形=nπr2/360=lr/2内公切线长=d-(r-r)外公切线长=d-(r+r)等腰三角形的两个底脚相等等腰三角形的顶角平分线、底边上的中线、底边上的高相互重合如果一个三角形的两个角相等,那么这两个角所对的边也相等三条边都相等的三角形叫做等边三角形高中数学定理证明模板三数学公式抛物线:y = ax *+ bx + c就是y等于ax 的平方加上 bx再加上 ca > 0时开口向上a < 0时开口向下c = 0时抛物线经过原点b = 0时抛物线对称轴为y轴还有顶点式y = a(x+h)* + k就是y等于a乘以(x+h)的平方+k-h是顶点坐标的xk是顶点坐标的y一般用于求最大值与最小值抛物线标准方程:y^2=2px它表示抛物线的焦点在x的正半轴上,焦点坐标为(p/2,0) 准线方程为x=-p/2由于抛物线的焦点可在任意半轴,故共有标准方程y^2=2px y^2=-2px x^2=2py x^2=-2py圆:体积=4/3(pi)(r^3)面积=(pi)(r^2)周长=2(pi)r圆的标准方程 (x-a)2+(y-b)2=r2 注:(a,b)是圆心坐标圆的一般方程 x2+y2+Dx+Ey+F=0 注:D2+E2-4F>0(一)椭圆周长计算公式椭圆周长公式:L=2πb+4(a-b)椭圆周长定理:椭圆的周长等于该椭圆短半轴长为半径的圆周长(2πb)加上四倍的该椭圆长半轴长(a)与短半轴长(b)的差。
【人教A版高中数学评课稿】对《高中数学必修5解三角形第二节------余弦定理教学片段》的点评
对《余弦定理教学片段》的点评常态课是教师的日常工作,要提高课堂效率,关键在于提高常态课的实效。
常态课是没有任何包装的课,这种课虽然比不上那些示范课、公开课,会有明显的缺点,甚至是一节不成功的课,但它原汁原味,朴实无华,给人一种真实感。
正因为它真实,才使我们学会反思,发现缺憾或不足,并进行改进。
前段时间笔者听了同校陈老师的一堂常态课,上课内容是余弦定理(普通高中课程标准实验教科书人教A 版必修5解三角形第二节)一课,发现常态课上师生活跃,学生与老师配合自然默契,轻松愉快,是一堂好课。
听后笔者觉得也存在一些缺陷,对其中的一个教学片段:余弦定理引入及证明谈谈自己的一点看法。
一、教学片段实录:提出问题:师:请同学们翻到课本P.10,看习题1.1A 组第2题的第(2)小题.题目是:在∆ABC 中,15,10,60a cm b cm A ===求c .学生通过思考后能用正弦定理求解.师:正弦定理我们是怎样推导的?三角证法的关键点是什么?生:三角证法的关键是作高线,把解斜三角形问题转化为解直角三角形问题.师:这是一种化归的思想.能否应用正弦定理很重要的一点是看能否从题设中知道一组比值(b c sin sin B sin Ca A 或或).接着,陈老师在原题的基础上交换a c 与的位置,演变成新的问题抛给了学生,即变式1:在∆ABC 中,15,10,60c cm b cm A ===求a .此问题学生很难用正弦定理求解,对学生来说有一定的挑战性,此问题的设计给学生创设了很大的思维空间,学生思考后觉得比较难解,教师提示能用学过的知识解决,前面三角证法的关键点是作高线,这里是否也可以呢?学生通过作高线,作,CD AB ⊥垂足为D ,在RT ADC RT CDB ∆∆和中求出AD 、CD 与BD ,用勾股定理求出BC (即a )的值,再次让学生感受三角证法的关键点是作高线.然后给出了变式2:在∆ABC 中,已知,,,c b A a 求.学生基本能顺利解决此题,在∆ABC 中,作,CD AB ⊥垂足为D ,在RT ADC ∆中,AD=bcosA ,CD=bsinA ,故BD=cos c b A -,由222BC BD CD =+得到222(cos )(sin )a c b A b A =-+.化简得2222cos a b c bc A =+-.同理可以证明:2222222cos ,2cos b a c ac B c a b ab C =+-=+-.师生共同分析此表达式的特征:三角形中任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们的夹角的积的两倍.这就是余弦定理.点评:这样的教学设计优点是:基于学生已经掌握的解直角三角形和正弦定理,从中孕育新知,把余弦定理的推导统一到三角证法中来,设计朴素、自然.能突出以学生为本的教学理念.缺点是:忽视教材,没有突出向量的证法.教材明确指出解这个三角形,就是从量化的角度来研究问题,为此应该引导学生尝试对三角形向量等式进行数量化来探究余弦定理.文[1]指出:余弦定理源于向量和基于向量,它是“好看又好用”的又一数学典范.余弦定理向量证法的价值:向量的数量积是一个重要的工具. 余弦定理向量证法基于一种新的数学结构------空间向量.问题的引入:引用荷兰弗赖登塔尔数学研究所的一个问题“甲离学校10千米,乙离甲3千米,问乙离学校多少千米?”这问题太简单了,简直是小学生的问题.不过,该问题并没有说明甲、乙、学校三点是否在一条直线上.若三点在同一直线上,答案是13千米或7千米;若不在同一直线上,甲、乙、学校三点可以构成直角三角形,问题可以用勾股定理解决;若甲、乙、学校三点不能构成直角三角形,就变成已知三角形的“两边夹一角”如何确定第三边的问题,明确地指向余弦定理.问题的提出从朴素的问题出发,可以让学生感觉到亲切、自然、合理、显得更有人情味.然后,基于向量运算之上的余弦定理的证明:∆ABC 中(如图),,()()AC CB AB AB AB AC CB AC CB +=∴∙=+∙+222cos()AC CB AC C CB π=+∙∙-+222cos b ba C a =-+,即2222cos .c a b ab C =+-同理:2222cos .b a c ac B =+-2222cos .a b c bc A =+-这一证法突出了向量在余弦定理证明中的作用.但是在学习向量时由于对向量的工具性认识不足,对三角形最重要的一个恒等式AC CB AB +=运用不到位,导致在采用向量证明余弦定理时,不能一下子想到这个方法.二、对教学片段的改进:对教学片段实录和文[1]中存在的问题,笔者作了如下的改进:引入采用文[1]中的引入得到,已知三角形的“两边夹一角”如何确定第三边的问题.师:在∆ABC 中,已知,,90,c b A a ︒=求.生:由勾股定理,有222a b c =+.师:能否由向量方法证明勾股定理?生:由CB BA AC =+,两边平方2222()2CB BA AC BA BA AC AC =+=+∙+因为90A =,所以0BA AC ∙=,故222CB BA AC =+即222a b c =+师:当90A ≠时,又如何求a ?生:由CB BA AC =+,两边平方2222()2CB BA AC BA BA AC AC =+=+∙+ 又因为cos()cos BA AC BA AC A bc A π∙=∙∙-=-所以2222cos a c bc A b =-+,即2222cos a b c bc A =+-三、科学地解读教材、合理地挖掘、利用教材教材是课程的重要资源,是教师教学的重要依据和学生学习的重要文本.科学地解读教材,合理地挖掘、利用教材是每个教师必备的基本功,教师只有静下心来,仔细研究教材,充分发挥教材在教学中的引领作用,才能提高教学的有效性.教材是学术数学到教育数学转化的产物,教师使用教材的过程又是一个吸收和改造的过程.一节课教学设计的是否适合学生,首先取决于教师对整节课教学内容的准确把握. 教师只有在认真研读新课标、全面理解全章节知识的基础上才能正确地把握整节课的教学内容,才能正确组织教学内容进行设计,才能明白本节课重点、难点,学生的疑点是什么. 哪些内容不宜放在这一课,哪些知识在本节课学习比较合理,哪些知识适合后续学习;有没有必要在课堂上引领学生进行探究,习题该怎样变式,变式的核心是什么,问题的解决还有哪些方法,教学过程中要渗透什么数学思想方法,要培养学生什么能力等等,这些都值得教师深思. 这要求教师从整体性、联系性的视角审视教学内容,应该根据学生的实际情况去进行教学,使教学设计不偏离数学本质.其实,余弦定理的证明方法很多,如:①三角证法(通过解直角三角形)②利用向量的数量积证明③利用坐标法证明,证法如下:如图,建立平面直角坐标系,设(0,0),(,0),(cos ,sin )C B a A b C b C ,根据两点距离公式得,AB = 即222222cos 2cos sin c b C ab C a b C =-++,整理得:2222cos .c a b ab C =+-④文[3]介绍了通过正弦定理证明余弦定理和通过射影定理证明余弦定理.⑤文[4]介绍了用极坐标证明余弦定理和复数证明余弦定理等等.为了培养学生对数学的兴趣,课后可以引导学生对定理给出新的证明方法.教师把握并使用教材是极富主动性、创造性的工作.在具体的教学过程中,我们要从学校、学生和自身的实际情况出发,主动地、合理地对教材进行解读,引领学生走进教材,要努力形成适合于自己、有益于学生的教学设计和方法.只要我们下真功夫研读教材,科学、合理、有效地用好教材,学生求知的星星之火定能成燎原之势.四、对常态课的一点反思常态课堂即一种自然、真实状态下的课堂教学活动,是师生在不受其他外界因素干扰下的双边教学过程。
第14讲复数(1)-解析与答案
第14讲 复数(一)模块1 复数的概念1.复数的表示形式(1)代数形式:z a bi ,其中,a b R .这里,a 称为复数z 的实部,用 Re z 表示;b 称为复数z 的虚部,用 Im z 表示. 当0b 时,z 就是实数;当0b 时,称z 为虚数;当0b 且0a 时,复数z 称为纯虚数. (2)几何形式:复数z a bi ,a b R 与复平面内的点 ,Z a b 或由原点发出的向量OZ 一一对应. (3)三角形式: cos sin z r i ,其中0,r R .这里,r 称为复数z 的模,用z 表示; 称为复数z 的幅角,而当02 时,称为复数z 的幅角主值,用 arg z 表示,不难发现tan b r a .(4)指数形式:i z re ,其中0,r R . 这里,cos sin i e i 也就是著名的欧拉公式.(5)共轭复数:当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,就称其互为共轭复数. 一般用z 来表示z 的共轭复数,当z a bi 时,z a bi ;共轭复数在复平面内关于x 轴对称;当 cos sin z r i 时, cos sin z r i ,也就是说共轭复数的模相等而幅角互为相反数; 当i z re 时,i z re .2.复数与一元二次方程(1)对所有的实系数一元二次方程20ax bx c (0)a , 若240b ac ,则此方程没有实根,但有两个虚根,且两根242b ac b x a 互为共轭复数,故实系数方程的虚根成对出现.3.复数的运算法则:(1)加减法: a bi c di a c b d i ; (2)乘法: a bi c di ca bd ad bc i ,111222121212cos sin cos sin cos sin r i r i r r i ,(3)除法:2222a bi ac bd bc adi c di c d c d,111112122222cos sin cos sin cos sin r i r i r i r(4)棣莫弗定理(乘方):cos sin cos sin nn r i r n i n复数的运算满足:交换律,结合律,分配律.(5)若 cos sin nk w r i,则22cos sin k k k w i n n, 其中0,1,2,,1k n .4.复数的性质: 共轭复数的性质: (1)1212z z z z ;(2)11121222,z zz z z z z z , n n z z ;(3)1Re 2z z z,1Im 2z z z ; (4)z 是实数的充要条件是z z ,z 是纯虚数的充要条件是z z 且0z ; (5)z z ; (6)22z z z z .5.复数的模的性质:(1)max Re ,Im Re Im z z z z z ; (2)1212m n z z z z z z ;(3)112220z z z z z ; (4)121212z z z z z z .【经典例题】【例1】 (1)若复数z 满足 325z i (i 为虚数单位),则z 的共轭复数为________. (2)复数21iz i(i 为虚数单位)的共轭复数在复平面上对应的点位于第________象限. (3)复数11z i的模为________. (4)复数,z w 满足3z ,74z w z w i ,则 2z w z w ________. 【教师建议】复数计算,共轭,模 【解析与答案】(1)5i ;(2)四;(3; (4)2274i z w z w z w zw zw , 由于22,,Re 0z w R zw zw ,则227,4z w zw zw i ,而3z ,故22w ,故222242z w z w z w zw zw18i ,故2218z w z w i【例2】 若z C ,且286z i ,求3210016z z z. (2)二次函数 210ax x a R 的两根的模都小于2,求实数a 的取值范围.(3)设R ,若二次方程 2110i x i x i 有两个虚根,求实数 的取值范围.【教师建议】1.复数开方方法;2.实(复)系数二次函数的解.【例3】 (1)31 ________.(2)已知1,mnii m n N ,则mn 的最小值是________.(3)计算102282000i【教师建议】三角形式计算 【解析与答案】(1)-8;(2)72(3)256i .【例4】 设x是模为1的复数,则函数 2211f x xx的最小值为________.(2)设,p q是复数 0q ,若关于x的方程220x px q的两根的模相等,证明:pq是实数. 【教师建议】复函数最值(利用三角形式,三角函数最值)【解析与答案】(1)设ix e,则 22221112cos211i if x x e ex.(2)21212,z z p z z q,2221221222122122iii iz z z zpe e e eq z z z z为非负实数,因此pq是实数.【例5】 已知复数z满足1z ,则1z iz的最小值为________.(2)设复数z满足1z 且152zz,则z ________.(3)(2002联赛)已知复数12,z z满足122,3z z.若它们所对应向量的夹角为060,则1212z zz z________.【解析与答案】(1)1112iz iz i z1.(2)2151122z z z z zz(3)几何意义,余弦定理【例6】 已知复数z 的模大于1,155cos sin 22iz z,则z ________.(2)已知复数12,z z 满足121232,3,322z z z z i ,试求12z z 的值. 【解析与答案】 (1)25551cos sin 12222i zz z z z z,代入得 2cos sin z i (2) 1212216323072131323z z z z i z z【例7】 求证:当1a 或1b ,当a b 时,有11a bab. 【解析与答案】【例8】 若1231z z z ,求223123111z z z z z z 的值【解析与答案】【例9】 若12,,,0z z A C A ,且12120z z Az Az . 求证:12()()z A R z A .【解析与答案】【例10】 (全国高考题)设z C ,解方程313zz iz i . 【解析与答案】模块2 复数的几何意义1.复数及其预算的几何意义复数 ,z x yi x y R 与复平面内的点 ,Z x y 及向量OZ (O 是坐标原点)之间构成一一对应关系,这就使得复数本身以及运算中有着深刻的几何意义. (1)复数加减法的几何意义复数的加法可以按照向量的加法法则来进行. 两个复数的差12z z 与连接两向量终点并指向被减数的向量对应.(2)复数乘除法的几何意义记 11112222cos sin ,cos sin z r i z r i ,两个复数的积12z z 对应的向量就是把向量OZ 按逆时针方向旋转一个角 (若0 ,则应将OZ 按顺时针方向旋转一个角 ),再将它的模变为原来的2r 倍. 复数的除法也有类似的几何意义.2.复平面解析几何(1)复平面上两点间的距离公式复数12,z z 在复平面上对应的点为12,,Z Z d 表示两点12,Z Z 之间的距离,则有12d z z . (2)复平面上的曲线方程如果复数z 对应着复平面上一点 ,Z x y 就可得出一些常用曲线的复数形式的方程: ①方程0z z r 表示以0Z 为圆心,r 为半径的圆; ②方程12z z z z 表示线段12Z Z 的垂直平分线;③方程122z z z z a 表示以12,Z Z 为焦点,a 为长半轴的椭圆; ④方程122z z z z a 表示以12,Z Z 为焦点,实轴长为2a 的双曲线.复数的几何意义构建了代数与几何之间的相互联系,当中的要害之处在于怎样选取恰当坐标系,进而建立几何元素的复数表示,以借助复数的运算来探究平面几何问题的解决方案.【经典例题】【例11】 (1)(2009复旦)复平面上点012z i 关于直线:22l z i z 的对称点的复数表示是________. (2)设复数z 满足1z ,则2221z z z i的最大值为________.【教师建议】复数几何意义 【解析与答案】(1)i ;(21 .(2)22211z z z i z i表示单位圆上与 1,1距离最大值,为1【例12】 任给8个非零实数128,,,a a a ,证明:下面6个数132415261728354637485768,,,,,a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a 中,至少有一个数是非负的.【解析与答案】令212,1,2,3,4i i i z a a i , 212,i i i z a a【例13】 (全国高中数学联赛题)给定实数,,a b c 已知复数123,,z z z 满足1233122311.1.z z z z z z zz z求123az bz cz 的值. 【解析与答案】【例14】 设复数cos sin (0180)z i ,复数,(1),2z i z z 在复平面上对应的三个点分别是,,P Q R .当,,P Q R 不共线时,以线段,PQ PR 为两边的平行四边形的第四个顶点为S ,点S 到原点距离的最大值是________. 【解析与答案】模块3 多项式与单位根1.多项式的根一般地,以x 为未知数的一元n 次多项式 f x 可以写成:1110n n n n f x a x a x a x a这里n 为确定的自然数 0n a ,称为 f x 的次数,记作 deg f x .2.多项式相等:两个多项式如果次数相同且同次项系数相等,则此两多项式相等. 竞赛中出现的多项式多为整系数的,称为整系数多项式.如果 1110n n n n f x a x a x a x a 是复系数一元n 次多项式,那么它对应的方程 0f x 就称为复系数一元n 次方程,它的根也称为多项式 f x 的根.类似地,如果 f x 是实系数(或有理系数,整系数等)多项式,则称对应方程为实系数(或有理系数,整系数等)一元n 次方程.3.代数基本定理一元n 次多项式在复数中至少有一个根.根的个数定理:一元n 次多项式有且仅有n 个根(k 重根算作k 个根)推论:若有1n 个不同的x 值使得n 次多项式 f x 与 g x 值相等,那么 f x g x .4.实系数多项式虚根成对定理:若实系数多项式 f x 有一个虚根a bi ,那么a bi 也是它的根,且两根有共同的重数k . 推论1:任何奇次实系数多项式至少有一个实根.推论2:任何次数大于0的实系数多项式均可在实数范围内分解成若干个一次因式与具有共轭虚根的二次因式之积.5.韦达定理的一般形式为:如果一元n 次多项式 1110n n n n f x a x a x a x a 的根是12,,,n x x x ,那么112n n nax x x a ,212131n n n na x x x x x x a, 312312421n n n n na x x x x x x x x x a,12n x x x .6.单位根对于方程10n x (n 是自然数且2n ),由复数开方法则,就得到它的n 个根.利用复数乘方公式,有12222cos sin cos sin kk k k k i i n n n n. 这说明:这n 个n 次单位根可以表示为211111,,,,n ,它们在复平面内对应的点构成一个内接于单位圆的正n 边形.关于n 次单位根,有如下一些性质: (1) 111k k n ;(2) 1,1i j i j i j n ; (3)2111110n ;(4) 设m 是整数,则1211m m mn,当 是 的倍数时;0,当 不是 的倍数时.(5) 1101n n k k k k x x ,特别的,当1x 时, -111n k k n .【经典例题】【例15】 (1)证明:sin x 不是多项式; (2). 【解析与答案】【例16】 若多项式 3248f x x x x a 有模等于2的虚根,试确定实数a 并解出所有的根.【例17】 若多项式 43262f x x x ax bx 有4个实根,证明:这些根中必有一个小于1【例18】 设,,0,,,a b R b 是三次方程30x ax b 的3个根,求以111111,,为根的三次方程. 【解析与答案】【例19】 (1)设1002200012001x x a a x a x ,求03198a a a 的值.(2)033333nn n nC C C ________. (3)计算:024698100100100100100100100C C C C C C 【解析与答案】(1)令21,,x w w ,其中31w 且1w ,解得99031983a a a(2)21211,3nn n w w 其中22cos sin 33w i . (3)100024*********1001001001001001001001001i C C C C i C C C C利用三角形式可得024********50100100100100100100100C C C C C C 2cos24【说明】类似可求0k kn knkn kn C C C【例20】 若cos 40sin 40i ,则12392π239sin 99等于________. 【解析与答案】设222239s ,其中29i e.23410239s .2391019s . 1 ∵,210191s∴.注意到92921091,i i e e,19s ∴.故11111999s s ,.由于1与 是单位圆内接正九边形的相邻顶点,所以1 是单位圆内接正九边形的边长.即π12sin 9,也即12πsin 0999.【例21】 (99联赛)给定实数a b c ,,,已知复数1z ,2z ,3z 满足: 12331223111z z z z z z zz z,求123az bz cz 的值. 利用单位根形式证明1z ,2z ,3z 必有两个相等. 【解析与答案】由题设,有i i i()1e e e .两边取虚部,有 0sin sin sin 2sincos2sincos22222sincos cos2224sin sin sin 222故2πk 或2πk 或2πk ,k Z .因而,12z z 或23z z 或31z z . 如果12z z ,代入原式即 313111z z z z .故23110z z,31i z z . 这时,1231i az bz cz z a b c.类似地,如果23z z,则123az bz cz ;如果31z z ,则123az bz cz .所以,123az bz cz22a b c22b c a22c a b【例22】 是否存在一个凸1990边形,同时具有下列的性质(1)与(2): (1)所有内角均相等;(2)1990条边的长度是1,2,…,1989,1990的一个排列。
《正余弦定理的应用》课件
目录
Contents
• 正余弦定理的基本概念 • 正余弦定理的应用场景 • 正余弦定理的实际应用案例 • 正余弦定理的扩展应用 • 总结与展望
01 正余弦定理的基本概念
正弦定理的定义
总结词
正弦定理是三角形中一个重要的定理,它描述了三角形边长和对应角正弦值之间 的关系。
详细描述
正弦定理是指在一个三角形中,任意一边与其对应的角的正弦值的比等于其他两 边的比,即 a/sinA = b/sinB = c/sinC = 2R,其中a、b、c分别代表三角形的三 边,A、B、C分别代表与三边对应的角,R代表三角形的外接圆半径。
余弦定理的定义
总结词
余弦定理是三角形中另一个重要的定 理,它描述了三角形边长的平方和与 对应角的余弦值之间的关系。
详细描述
余弦定理是指在一个三角形中,任意 一边的平方和等于其他两边平方和减 去2倍的这两边与它们夹角的余弦的乘 积,即 a² = b² + c² - 2bc cosA。
正余弦定理的相互关系
总结词
正弦定理和余弦定理是相互关联的,它们可以互相推导。
详细描述
根据正弦定理,我们可以推导出余弦定理。例如,在△ABC中,由正弦定理可知 a/sinA = b/sinB = c/sinC = 2R ,则 a² = (2RsinA)² = 4R²sin²A,同理 b² = 4R²sin²B,c² = 4R²sin²C。将这三个等式代入余弦定理的公式中, 即可得到余弦定理的证明。反之亦然,也可以由余弦定理推导出正弦定理。
02 正余弦定理的应用场景
三角形的边角关系问题
总结词
解决三角形边角关系问题时,正余弦定理可以提供重要的数 学工具。
用复数证明余弦定理
用复数证明余弦定理用复数证明余弦定理法一:证明:建立如下图所示的直角坐标系,则A=(0,0)、B=(c,0),又由任意角三角函数的定义可得:C=(bcos A,bsin A),以AB、BC为邻边作平行四边形ABCC′,则∠BAC′=π-∠B,∴C′(acos(π-B),asin(π-B))=C′(-acos B,asin B).根据向量的运算:=(-acos B,asin B),= - =(bcos A-c,bsin A),(1)由= :得asin B=bsin A,即= .同理可得:= .∴= = .(2)由=(b-cos A-c)2+(bsin A)2=b2+c2-2bccos A,又| |=a,∴a2=b2+c2-2bccos A.同理:c2=a2+b2-2abcos C;b2=a2+c2-2accos B.法二:如图5,,设轴、轴方向上的单位向量分别为、,将上式的两边分别与、作数量积,可知,即将(1)式改写为化简得b2-a2-c2=-2accos B.即b2=a2+c2-2accos B.(4)这里(1)为射影定理,(2)为正弦定理,(4)为余弦定理.2在△ABC中,AB=c、BC=a、CA=b则c^2=a^2+b^2-2ab*cosCa^2=b^2+c^2-2bc*cosAb^2=a^2+c^2-2ac*cosB下面在锐角△中证明第一个等式,在钝角△中证明以此类推。
过A作AD⊥BC于D,则BD+CD=a由勾股定理得:c^2=(AD)^2+(BD)^2,(AD)^2=b^2-(CD)^2所以c^2=(AD)^2-(CD)^2+b^2=(a-CD)^2-(CD)^2+b^2=a^2-2a*CD +(CD)^2-(CD)^2+b^2=a^2+b^2-2a*CD因为cosC=CD/b所以CD=b*cosC所以c^2=a^2+b^2-2ab*cosC题目中^2表示平方。
2谈正、余弦定理的多种证法聊城二中魏清泉正、余弦定理是解三角形强有力的工具,关于这两个定理有好几种不同的证明方法.人教A版教材《数学》(必修5)是用向量的数量积给出证明的,如是在证明正弦定理时用到作辅助单位向量并对向量的等式作同一向量的数量积,这种构思方法过于独特,不易被初学者接受.本文试图通过运用多种方法证明正、余弦定理从而进一步理解正、余弦定理,进一步体会向量的巧妙应用和数学中“数”与“形”的完美结合.定理:在△ABC中,AB=c,AC=b,BC=a,则(1)(正弦定理) = = ;(2)(余弦定理)c2=a2+b2-2abcos C,b2=a2+c2-2accos B,a2=b2+c2-2bccos A.一、正弦定理的证明证法一:如图1,设AD、BE、CF分别是△ABC的三条高。
matlab复数运算
matlab复数运算
Matlab复数运算是指在Matlab中使用复数进行计算的一种运算方式。
复数是一种由实部和虚部组成的数,能够表示两个不同的实数,其中实部表示真实的数字,而虚部则表示虚数的数字,它可以用来表示一些复杂的数学问题,如欧拉公式、傅里叶变换等。
在Matlab中,复数可以以1+2i形式表示,其中1是实部,2i是虚部,也可以使用函数complex(a,b)将实数a 和虚数b组合成复数。
Matlab中还提供了很多函数来实现对复数的计算,如abs()函数用于求复数的模,angle()函数用于求复数的角度,conj()函数用于求复数的共轭,real()函数用于求复数的实部,imag()函数用于求复数的虚部等。
此外,Matlab还支持对复数的加减乘除等运算,并能够通过复数的加减乘除和平方根等操作来解决复杂的数学问题。
例如,可以用复数加法来求解三角形的周长,用复数乘法求解不定方程,用复数平方根计算复数的模,用复数除法求解余弦定理等。
此外,Matlab还支持对复数的可视化,可以使用Matlab绘制复数的散点图和极坐标图,可以将复数数据显
示为实部和虚部的3D图形,可以以复数坐标系的形式绘制复数等值线等,从而帮助我们更好地理解复数的特性。
总之,Matlab复数运算是一种有助于我们理解复数的运算方式,它能够让我们更好地分析复杂的数学问题,并且能够通过可视化的方式更直观地把握复数的特性。
正弦两角和差公式二级结论
正弦两角和差公式二级结论1、关于cos(α−β)=cosαcosβ+sinαsinβcos(α−β)=cosαcosβ+sinαsinβ的证明思路:•思路一:复数法•思路二:两点间距离公式•思路三:余弦定理•思路四:向量方法向量方法的证明过程:如图所示的单位圆,我们先看两个角都是锐角(α>β)(α>β)的情形;角αα和ββ的终边分别交单位圆于点A和B,则根据三角函数的定义可知,A(cosα,sinα)A(cosα,sinα)、B(cosβ,sinβ)B(cosβ,sinβ) 则有OA−→−=(cosα,sinα)OA→=(cosα,sinα),OB−→−=(cosβ,sinβ)OB→=(cosβ,sinβ)则有cos(α−β)=cosα⋅cosβ+sinα⋅sinβcos(α−β)=cosα⋅cosβ+sinα⋅sinβ当两个角是其他情形时,α−βα−β和上面的情形相比,会相差2kπ(k∈Z)2kπ(k∈Z),则由诱导公式可知,仍然满足OA−→−⋅OB−→−=|OA−→−||OB−→−|cos<OA−→−,OB−→−>=cos(α−β)OA→⋅OB→=|OA→||OB→|cos<OA→,OB→>=cos(α−β)故仍有cos(α−β)=cosα⋅cosβ+sinα⋅sinβcos(α−β)=cosα⋅cosβ+sinα⋅sin β,证毕。
2、几个公式的关系:•用cos(α−β)=cosα⋅cosβ+sinα⋅sinβcos(α−β)=cosα⋅cosβ+sinα⋅sinβ证明cos(α+β)cos(α+β)由于公式中的α、β∈Rα、β∈R,则可以用−β−β替换上式中的ββ,得到cos(α−(−β))=cosα⋅cos(−β)+sinα⋅sin(−β)cos(α−(−β))=cosα⋅cos(−β)+sinα⋅sin(−β),即cos(α+β)=cosα⋅cosβ−sinα⋅sinβcos(α+β)=cosα⋅cosβ−sinα⋅sinβ,证毕。
正n边形几个性质的探讨
正n边形几个性质的探讨平面内正n边形具有下列性质提示:方法一,用复数法证明略.方法二,由题意:性质2:P为半径为R圆上的任一点,A1、A2、A3、…An为圆内接正n边形的顶点,则P点到各顶点的长度平方和为2nR2.(此性质是点P在外接圆上的性质)分析:由题意:连结PA1、PA2、PA3、…PAn,则也就是要证明:PA12+PA22+…+Pan2=2nR2.所以,PA12+PA22+…+PAn2所以 PA12+PA22+PA32+…+PAn2=2nR2此性质还可用解析法来证明略,下面举例探讨利用性质1、性质2,解国际数学竞赛问题.例1半径为R的圆内接正n边形A1A2…An,平面内任一点P到圆心距离等于d,求点P到n边形所有顶点的距离的平方和,选“俄”《中学数学奥林匹克平面几何竞赛题集》.分析:1)若P点到圆心的距离等于R,即P点在圆上,(d=R)由性质2,点P到各顶点的距离平方和为:PA12+PA22+…+PAn2=2nR2.2)若P点在圆内,如上图:(d<R)设∠POA1=θ,由余弦定理:在∠POA1中,PA12=d2+R2-2dRcosθ同理:……所以:P点到各顶点距离平方和上式两边相加便得即 PA12+PA22+…+PAn2=n(d2+R2)3)若点P在圆外,(d>R),同分析(2)构造三角形,用余弦定理可得:PA12+PA22+…+PAn2=n(d2+R2).步骤略.综合:不论P在圆上、圆外、圆内,若P点到圆心的距离为d,由性质1、2,及性质1、2的证明方法可知:PA12+PA22+PA33+…+PAn2=n(R2+d2).由此可看出:性质2可看作此竞赛题的推论,此竞赛题的证明:利用性质1、2用解析法证明更为简捷略.例2求圆内接正n边形的所有边和对角线的长度的平方和:选“俄”《中学数学奥林匹克平面几竞赛题集》.解:设圆的半径为R,设从顶点Ak 到所有其顶点的距离平方和为Sk,由性质2,Sk=2nR2,即一个n边形有n个顶点,每个顶点到各顶点的距离平方和(包括邻边),由性质2知2nR2共n个顶点即为2n2R2.每条对角线长和每边长的平方在这均出现两次,故所求和为n2R2.例3求证圆的内接正n边形的顶点到经过多边形的中心的任意直线的距离平方和为R2,由性质2易证明略,特别地n=5时(苏联1975年大学生数竞题)2,3,…,n-1,(包括相邻顶点的线段).例4边长为a的正n边形A1A2A3…An,内接圆于⊙O,证明:由正n边形一此题是《数学通报》1991年第10期,难题征解栏目一题,并在第11期公布了解答较繁琐,但用性质3给出初等证明,有步骤简单方法新颖之感.证明:因为正n边形边长为a,如性质3图:l1=l n-1=a.由正弦定l3+…+l n-1)-(l1+l n-1)由性质3:性质4:正n边形内接于圆且半径为R,求由一个顶点作各对角线(包括过此顶点的边在内)长的积为(不妨设从A1为起点),|A1A2|·|A1A3|·|A1A4|·…·|A1An|=nR n-1(n≥2).证明:设正n边形的n个顶点位于夏平面的R为半径的圆上,则各顶点对应复·|A1A4|…|A1An|=|R-RW|·|R-RW2|·…|R-RW n-1|=R n-1[|1-W|·|1-W2|·…·|1-W n-1|]又因为:W,W2,W3,…W n-1是等比数列型多项式x n-1+x n-2+…+1=(x n-1)/(x-1)的全部零点,即x n-1+x n-2+…+x+1=(x-W)(x-W2)…,(x-W n-1),当令x=1时得:(1-W)(1-W2)(1-W3)…(1-W n-1)=n所以:|1-W||1-W2|…|1-W n-1|=n.即:|A1A2|·|A1A3|…|A1An|=n·R n-1.(证毕)由性质4证明:|1-W|·|1-W2|…|1-W n-1|=n.继续引伸得一推论:例5 正n边形内接于半径为1的圆,求由一个顶点所作各对角线(包括过此顶点的两条边在内的)长的积.(1976年苏联大学生竞赛题)分析:此竞赛题实际上是性质4的特殊情形,即R=1时情况,所以由性质4令R=1便得所求结论:|A1A2|·|A1A3|…|A1An|=n.例6设A1A2…An是内接于中心为O,半径为r的圆内接正n正边形的一顶点,求证:1)若在OA1延长线上,则证明|PA1|·|PA2|…|PAn|=|OP|n-r n.(这是美国第15届大学生数学竞赛题),2)若在OA1上,则求证:|PA1|·|PA2|…|PAn|=r n-|OP|n.仿性质4证明:。
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用复数证明余弦定理法一:证明:建立如下图所示的直角坐标系,则A=(0,0)、B=(c,0),又由任意角三角函数的定义可得:C=(bcos A,bsin A),以AB、BC为邻边作平行四边形ABCC′,则∠BAC′=π-∠B,
∴C′(acos(π-B),asin(π-B))=C′(-acos B,asin B).
根据向量的运算:
=(-acos B,asin B),
= - =(bcos A-c,bsin A),
(1)由 = :得
asin B=bsin A,即
= .
同理可得: = .
∴ = = .
(2)由 =(b-cos A-c)2+(bsin A)2=b2+c2-2bccos A,
又| |=a,
∴a2=b2+c2-2bccos A.
同理:
c2=a2+b2-2abcos C;
b2=a2+c2-2accos B.
法二:如图5,
,设轴、轴方向上的单位向量分别为、,将上式的两边分别与、作数量积,可知
,
即
将(1)式改写为
化简得b2-a2-c2=-2accos B.
即b2=a2+c2-2accos B.(4)
这里(1)为射影定理,(2)为正弦定理,(4)为余弦定理.
2
在△ABC中,AB=c、BC=a、CA=b
则c^2=a^2+b^2-2ab*cosC
a^2=b^2+c^2-2bc*cosA
b^2=a^2+c^2-2ac*cosB
下面在锐角△中证明第一个等式,在钝角△中证明以此类推。
过A作AD⊥BC于D,则BD+CD=a
由勾股定理得:
c^2=(AD)^2+(BD)^2,(AD)^2=b^2-(CD)^2
所以c^2=(AD)^2-(CD)^2+b^2
=(a-CD)^2-(CD)^2+b^2
=a^2-2a*CD +(CD)^2-(CD)^2+b^2
=a^2+b^2-2a*CD
因为cosC=CD/b
所以CD=b*cosC
所以c^2=a^2+b^2-2ab*cosC
题目中^2表示平方。
2
谈正、余弦定理的多种证法
聊城二中魏清泉
正、余弦定理是解三角形强有力的工具,关于这两个定理有好几种不同的证明方法.人教A 版教材《数学》(必修5)是用向量的数量积给出证明的,如是在证明正弦定理时用到作辅助单位向量并对向量的等式作同一向量的数量积,这种构思方法过于独特,不易被初学者接受.本文试图通过运用多种方法证明正、余弦定理从而进一步理解正、余弦定理,进一步体会向量的巧妙应用和数学中“数”与“形”的完美结合.
定理:在△ABC中,AB=c,AC=b,BC=a,则
(1)(正弦定理) = = ;
(2)(余弦定理)
c2=a2+b2-2abcos C,
b2=a2+c2-2accos B,
a2=b2+c2-2bccos A.
一、正弦定理的证明
证法一:如图1,设AD、BE、CF分别是△ABC的三条高。
则有
AD=b•sin∠BCA,
BE=c•sin∠CAB,
CF=a•sin∠ABC。
所以S△ABC=a•b•csin∠BCA
=b•c•sin∠CAB
=c•a•sin∠ABC.
证法二:如图1,设AD、BE、CF分别是△ABC的3条高。
则有
AD=b•sin∠BCA=c•sin∠ABC,
BE=a•sin∠BCA=c•sin∠CAB。
证法三:如图2,设CD=2r是△ABC的外接圆
的直径,则∠DAC=90°,∠ABC=∠ADC。
证法四:如图3,设单位向量j与向量AC垂直。
因为AB=AC+CB,
所以j•AB=j•(AC+CB)=j•AC+j•CB.
因为j•AC=0,
j•CB=| j ||CB|cos(90°-∠C)=a•sinC,
j•AB=| j ||AB|cos(90°-∠A)=c•sinA .
二、余弦定理的证明
法一:在△ABC中,已知,求c。