高中物理解題中涉及的數學知識

2022-09-03 12:45:04 字數 2880 閱讀 3360

物理和數學是聯絡最密切的兩門學科。運用數學工具解決物理問題的能力,是中學物理教學的最基本的要求。高中物理中用到的數學方法有:

方程函式的思維方法,不等式法,極限的思維方法,數形結合法,引數的思維方法,統計及近似的思維方法,向量分析法,比例法,遞推歸納法,等等。現就「力學」與「電磁學」中常用數學知識進行歸納。

ⅰ.力學部分:靜力學、運動學、動力學、萬有引力、功和能量與幾何、代數知識相結合,從而增大題目難度,更注重求極值的方法。

ⅱ.電磁學部分:電磁學中的平衡、加速、偏轉及能量與圓的知識、三角函式,正餘弦定理、相似三角形的對應比、扇形面積、二次函式求極值(配方法或公式法)、均值不等式 、正余弦函式、積化和差、和差積化、半形倍角公式、直線方程(斜率,截距)、對稱性、 、數學歸納法及數學作圖等聯絡在一起。

第一章解三角形三角函式

1、正弦定理:在中,、、分別為角、、的對邊,則有

(為的外接圓的半徑) 變形公式:;

2、三角形面積公式:.

3、餘弦定理:在中,有,推論:

4、均值定理: 若,,則,即.;

稱為正數、的算術平均數,稱為正數、的幾何平均數.

5、均值定理的應用:設、都為正數,則有

若(和為定值),則當時,積取得最大值.

若(積為定值),則當時,和取得最小值.

1、半徑為的圓的圓心角所對弧的長為,則角的弧度數的絕對值是.

2、弧度制與角度制的換算公式:,.

3、若扇形的圓心角為,半徑為,弧長為,周長為,面積為,則,,.

4、角三角函式的基本關係:;.

5、函式的誘導公式:

,,.,,.

,,.,,.

,.,.

6、函式的性質:

振幅:;週期:;頻率:;相位:;初相:.

第二章三角恒等變換

8、兩角和與差的正弦、余弦和正切公式:

; ;; ;

9、二倍角的正弦、余弦和正切公式:

. 公升冪公式

降冪公式,.

.10、合一變形把兩個三角函式的和或差化為「乙個三角函式,乙個角,一次方」的形式。,其中.

第三章平面向量

1、向量加法運算:

三角形法則的特點:首尾相連.

平行四邊形法則的特點:共起點.

三角形不等式:.

運算性質:交換律:;

結合律:; .

座標運算:設,,則.

2、向量減法運算:

三角形法則的特點:共起點,連終點,方向指向被減向量.

座標運算:設,,則.

設、兩點的座標分別為,,則.

第四章導數及其應用

1、定義:在點處的導數記作;.

2、函式在點處的導數的幾何意義是曲線在點處的切線的斜率.

3、常見函式的導數公式:①;②;③;

4、求函式的極值的方法是:解方程.當時:

如果在附近的左側,右側,那麼是極大值;

如果在附近的左側,右側,那麼是極小值.

5、求函式在上的最大值與最小值的步驟是:

求函式在內的極值;將函式的各極值與端點處的函式值,比較,其中最大的乙個是最大值,最小的乙個是最小值.

第五章函式

一元二次不等式的解法

(1)求函式的值域或最值

①觀察法:對於比較簡單的函式,我們可以通過觀察直接得到值域或最值.

②配方法:將函式解析式化成含有自變數的平方式與常數的和,然後根據變數的取值範圍確定函式的值域或最值.

③判別式法:若函式可以化成乙個係數含有的關於的二次方程,

則在時,由於為實數,故必有,從而確定函式的值域或最值.

⑦數形結合法:利用函式圖象或幾何方法確定函式的值域或最值.

二次函式

(1)二次函式解析式的三種形式

①一般式:②頂點式:③兩根式:

(2)求二次函式解析式的方法

①已知三個點座標時,宜用一般式.

②已知拋物線的頂點座標或與對稱軸有關或與最大(小)值有關時,常使用頂點式.

③若已知拋物線與軸有兩個交點,且橫線座標已知時,選用兩根式求更方便.

(3)二次函式圖象的性質

①二次函式的圖象是一條拋物線,對稱軸方程為頂點座標是.

②當時,拋物線開口向上,當時,;

當時,拋物線開口向下,當時,.

③當時,圖象與軸有兩個交點.

方程的根與函式的零點

1、函式零點的概念:對於函式,把使成立的實數叫做函式的零點。

2、函式零點的意義:函式的零點就是方程實數根,亦即函式的圖象與軸交點的橫座標。即:

方程有實數根函式的圖象與軸有交點函式有零點.

3、求函式的零點:

(代數法)求方程的實數根;

(幾何法)對於不能用求根公式的方程,可以將它與函式的圖象聯絡起來,並利用函式的性質找出零點.

4、二次函式的零點:.

1)△>0,方程有兩不等實根,二次函式的圖象與軸有兩個交點,二次函式有兩個零點.

2)△=0,方程有兩相等實根,二次函式的圖象與軸有乙個交點,二次函式有乙個二重零點.

3)△<0,方程無實根,二次函式的圖象與軸無交點,二次函式無零點.

空間幾何

1、直線的斜率:一條直線的傾斜角α(α≠90°)的正切值叫做這條直線的斜率,斜率常用小寫字母k表示,就是 k = tanα

⑴當直線l與x軸平行或重合時, α=0°, k = tan0°=0;⑵當直線l與x軸垂直時, α= 90°, k 不存在.

由此可知, 一條直線l的傾斜角α一定存在,但是斜率k不一定存在.

2、 直線的斜率公式: k=y2-y1/x2-x1

兩條直線的平行與垂直

1、兩條直線都有斜率而且不重合,如果它們平行,那麼它們的斜率相等;反之,如果它們的斜率相等,那麼它們平行,即

2、兩條直線都有斜率,如果它們互相垂直,那麼它們的斜率互為負倒數;反之,如果它們的斜率互為負倒數,那麼它們互相垂直

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