对称性在初等数学中的应用

来源 :课程教育研究·新教师教学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xigongdaxigongda
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【中图分类号】G633.6
  对称性是指某一事物对象的两个部分的对称的,其定义用集合语言刻画如下:设定一个集合M,在其内考虑元素间的某些关系,并设P是M的一个子集,对于M的一个可容许变换A,称集合P是对称的或不变的,若变换A把集合P中的每一点仍变为P的点。有关数与形的对称在积分学中极为常见,许多问题初看起来似乎难以解决,不易下手,但一旦恰当地利用了某种对称性,这个复杂的计算问题普得异常简单。
  1对称性在几何方面的应用
  例1 已知二次函数,满足条件其图像的顶点为A,又图象与x轴交于B.C两点,其中B点坐标为(-1,0)
  的面积为18,试确定此二次函数。
  解:由f(2+x)=f(2-x)知,y=f(x)的图像关于直线x=2对称,又因为B(-1,0),所以C(5,0),设,则故可设
  又因B(-1,0)在y=f(x)的图象上,所以所以,故所求二次函数为
  注:此题的关键是挖掘直线x=2是y=f(x)的图象的对称轴的隐含条件,在此可以体会到对称性的重要作用。
  2对称性在代数方面的应用
  例1 求证,其中a,b,c互不相等。
  解:此题可以通过对公式的左端进行大量的代数运算而得到与右端相等的化简式,从而得到等式成立,但由于所要证的等式的左端极其复杂而使运算量非常大且很容易出错,仔细分析左端代数式知a,b,c是对称的,且分别用a,b,c代替x均能使要证明的等式成立,又左右两端关于x都是次数不超过2的多项式,于是可把互不相等的a,b,c看成是关于x的元二次方程的三根,而一元二次方程最多有两个不同的根,因此所要证的等式是恒等式,即要证的等式成立。
  例2 已知是方程的根,不解方程.求的值。
  分析:不解方程,要求出与其根有关的式子的值,通常是把要求式变成两根相加或相乘的形式,再利用韦达定理来求出其值,但我们把要求式A进行一些算术运算知道分母不可能化成两根相乘或相加的形式用韦达定理来计算,因而此路不通。然而均为方程的根
  且它们是对等的,故有对称性,于是可以A的对称式,这样也许能够用韦达定理算出A的值。
  解:作的对称式,则
  所以:
  注:在计算时容易出现只取正负号而遗漏负号从而得到A的一个值
  ,其实在此只要注意到A,B是对称的,知A能取的值B也能取,同样B能取的值A也能取,从而知A还有另一个值;又方程的判别式知,而题设中没有规定的大小关系,故可以互换位置,A有两个值,这样我们可以减少或避免漏解的情况,从而使解题过程更完整正确。
  3 对称性在三角中的应用
  例1 已知均为锐角,且,求函数的最大值。
  分析:求三角函数的最值,通常是化为一个三角函数,利用正.余弦的有界性求出其最值,但题目中的函数是四个正弦之积,不易化成一个三角函数,由于是4个正弦之积,不妨试差用平均不等式,但平均不等式的等号成立的充要条件是各因式相等,那么此4个因式能否相等呢?由于是对称的,故也具有对称性,它们能够相等,也就能够利用平均不等式。
  解:,當且仅当
  即时取等号,于是,所以的最大值1/4。
  对称性在数学中的应用相当广泛,不论是在初等数学,还是在高等数学中都有广泛的应用,在初等数学中的几何,代数,三角;在高等数学中的定积分,曲线积分,曲面积分,多元积分中对称性使问题变的相当简单,所以我们要掌握好对称性在数学中的相关定理,定义。
其他文献
【摘要】初中数学中学习的是平面几何,平面是由线构成的,线动就成面了,所以线段的长度的变化,影响了图形的大小,形状。几何计算题是初中数学中常见题型,这类问题的求解要求学生自己猜想、探究、发现。我在多年的初中教学中,特别是初三数学教学中,总结了几种常用的求线段的长度的方法。  【关键词】初中数学;线段的长度;几何计算题;三角形全等;常用的;直角三角形;勾股定理;銳角三角函数;相似三角形  【中图分类号
摘要:多媒体作为一种先进的教学手段正走进英语课堂,使学生从被动接受知  识的模式中解放出来,如何高效的运用多媒体寓教学中是我们当前教育改革的重中之重。  关键词:多媒体;兴趣;课件设计  【中图分类号】G633.41  多媒体作为一种先进的教学手段融入到教育教学之中,使学生从被动接受知识的模式中解放出来,与高度互动、个性化的智能学习环境相适应。多媒体教学的渗透,激发了学生的学习积极性、主动性。使教
摘要:高考备考中,矛盾观及矛盾分析法始终是历年高考的常考考点和必考考点,因为在学习和备考复习中,必须要充分领会矛盾分析法的精髓和内涵,把矛盾分析法贯穿于整个高中思想政治学科的学习中,进行学科内不同知识板块的整合,对理解和运用矛盾分析法非常有效,也非常重要。  关键词:矛盾分析法;经济生活  【中图分类号】G630  马克思主义哲学认为,矛盾分析法是我们认识世界和改造世界的根本方法,是认识事物的根本
摘要:教师是否了解学生,是教师能否因材施教的前提和条件,学生在不断学习的过程中认知结构也在一步步趋于完善。因此,在高中地理的教学过程当中,教师想要提高学生的地理素养,就要努力培养学生的认知结构,这样才会对学习内容的理解和迁移起到良好的促进作用。本文将地理认知结构作为主要依据,研究出对地理认知结构构建产生影响的主要因素,有针对性的总结出构建地理认知结构的教学策略,有效的帮助学生构建完善的地理认知结构
摘 要:全等三角形是初中几何教学一个重要的内容,八年级学生的思维已逐步从直观的形象思维为主向抽象的逻辑思维过渡,是学生发展思维能力和空间想象力的重要时期。本文主要是探究全等三角形习题课教学中,运用范希尔夫妇几何思维发展层次的理论模式,设计和解释习题课中,习题的"问题链", 典型习题的一题多解和变式练习,习题的深化拓展变式等方面,对于激发学生的学习动机,发展学生思维能力所起到的积极作用,以及其中蕴含
目的:通过建立新生大鼠缺氧缺血性脑损伤(Hypoxic-ischemic brain damage,HIBD)模型观察海马神经元中的自噬现象及Ca-A/K通道亚基的改变,初步探讨自噬抑制剂3-Methyladenine(3-
摘要:悬念是课堂教学的重要技巧。在教学中恰当地运用这种悬念心理,能使学生积极地感知学习对象,学习情绪高涨,注意力集中,逻辑记忆力加强,想象力丰富,克服学习困难的意志力增强。在课堂教学中设置悬念,能使学生的注意力集中,激发学生探求知识的欲望。在新课程改革的背景下,学生的主体性作用得到充分发挥,悬念应该成为课堂的常见技巧。本文就此以高中化学教学为例探讨了悬念设置的一些技巧。  关键词:高中化学;教学悬