高二数学欧拉公式-word文档

高二数学欧拉公式

教学目标：

1、了解简单多面体的概念，掌握多面体的欧拉公式。

2、会用欧拉公式解题，了解欧拉公式的证明方法。

3、通过学生的主动参与，培养他们观察发现规律并证明所得猜想的能力

教学重点：简单多面体的欧拉公式

教学难点：简单多面体概念，欧拉公式的应用

教学过程

复习引入

⑴什么是多面体?多面体的面?多面体的棱?多面体的顶点? 问题1：课本P52有5个多面体，试分别写出它们的顶点数V，面数F和棱数E

⑶观察上述数据，写出你发现的规律

二.新课讲解

欧拉公式

问题2：从上看出有V+E-F=2,再看课本P57表格上方的几个多面体，分别写出它们的顶点数V，面数F和棱数E，并回答它们是否满足上面的规律。

问题3：若上面的多面体的表面都是用橡皮簿膜制作的，并且可以向它们的内部充气那么那些多面体能够连续变形，最后其表面可变为一个球面?那些变为环面?那些变为对接的

球面?

简单多面体：在连续的变形中，表面可变为一个球面的多面体，叫做简单多面体

思考：前面的多面体中那些是简单多面体?棱锥，棱柱，正多面体，凸多面体是不是简单多面体?

将问题1、2、3联系起来，能得出什么猜想?用式子表示你的猜想?

V+F﹣E=2此公式叫做欧拉公式

二、欧拉公式的证明

⑴将多面体转化为由多边形组成的平面图形

⑵变形中的不变量

⑶计算多边形的内角和

①设多面体的F个面分别是n1,n2,nF边形，各个面的内角总和是多少?

②n1+n2++nF和多面体的棱数E有什么关系?

③设图中的最大的多边形为m边形，则它的内角和是多少?它的内部包含的其他多边形的顶点数是多少?所有其他多边形内角总和是多少?

④图中所有多边形的内角总和是多少?它是否等于

(V-2)360?

从上有(E-F)360=(V-2)360

所以V+F-E=2

三、欧拉公式的应用

例1.(1)一个凸多面体的各个面都为五边形，则E与F的关系为

V与F的关系为

(2)一个凸多面体的各个顶点都有三条棱相交，则E与V的关系为

(3)一个凸多面体的各个面都为五边形，各个顶点都有三条棱相交，求E、F、V

例2.(1)C60是由60个原子组成的分子，它结构为简单多面体形状。这个多面体有60个顶点，从每个顶点都引出3条棱，各面的形状为五边形或六边形两种，试计算C60分子中形状为五边形和六边形的面各有多少种?

(2)有没有棱数为7的简单多面体?

四、练习：求证：如果间单多面体的所有面都是有奇数条边的多边形，那么面数为偶数。

欧拉

著名的数学家，瑞士人，大部分时间在俄国和法国度过.他16岁获得硕士学位，早年在数学天才贝努里赏识下开始学习数学，毕业后研究数学，是数学史上最高产的作家.在世发表论文700多篇，去世后还留下100多篇待发表.其论著几乎涉及所有数学分支.他首先使用f(x)表示函数，首先用表

示连加，首先用i表示虚数单位.在立体几何中多面体研究中，首先发现并证明欧拉公式.

三角函数公式大全81739

三角函数公式大全三角函数定义 函数关系 倒数关系： 商数关系： 平方关系： ． 诱导公式 公式一：设为任意角，终边相同的角的同一三角函数的值相等： 公式二：设为任意角，与的三角函数值之间的关系：

公式三：任意角与的三角函数值之间的关系： 公式四：与的三角函数值之间的关系： 公式五：与的三角函数值之间的关系： 公式六：及与的三角函数值之间的关系： 记背诀窍：奇变偶不变，符号看象限．即形如（2k+1）90°±α，则函数

名称变为余名函数，正弦变余弦，余弦变正弦，正切变余切，余切变正切。形如2k×90°±α，则函数名称不变。 诱导公式口诀“奇变偶不变，符号看象限”意义： k×π/2±a(k∈z)的三角函数值．(1)当k为偶数时，等于α的同名三角函数值，前面加上一个把α看作锐角时原三角函数值的符号； (2)当k为奇数时，等于α的异名三角函数值，前面加上一个把α看作锐角时原三角函数值的符号。 记忆方法一：奇变偶不变，符号看象限： 其中的奇偶是指的奇偶倍数，变余不变试制三角函数的名称变化若变，则是正弦变余弦，正切变余切------------------奇变偶不变 根据教的范围以及三角函数在哪个象限的争锋，来判断三角函数的符号-------------符号看象限 记忆方法二：无论α是多大的角，都将α看成锐角． 以诱导公式二为例： 若将α看成锐角（终边在第一象限），则π十α是第三象限的角（终 边在第三象限），正弦函数的函数值在第三象限是负值，余弦函数的函数 值在第三象限是负值，正切函数的函数值在第三象限是正值．这样，就得 到了诱导公式二． 以诱导公式四为例： 若将α看成锐角（终边在第一象限），则π-α是第二象限的角（终 边在第二象限），正弦函数的三角函数值在第二象限是正值，余弦函数的 三角函数值在第二象限是负值，正切函数的三角函数值在第二象限是负 值．这样，就得到了诱导公式四． 诱导公式的应用：运用诱导公式转化三角函数的一般步骤： 特别提醒：三角函数化简与求值时需要的知识储备：①熟记特殊角 的三角函数值；②注意诱导公式的灵活运用；③三角函数化简的要求是项 数要最少，次数要最低，函数名最少，分母能最简，易求值最好。

多面体欧拉公式的发现(一)

●教学时间 第九课时 ●课题 §9.9.1 研究性课题：多面体欧拉公式的发现（一） ●教学目标 （一）教学知识点 1.简单多面体的V、E、F关系的发现. 2.欧拉公式的猜想. 3.欧拉公式的证明. （二）能力训练要求 1.使学生能通过观察具体简单多面体的V、E、F从中寻找规律. 2.使学生能通过进一步观察验证所得的规律. 3.使学生能从拓扑的角度认识简单多面体的本质. 4.使学生能通过归纳得出关于欧拉公式的猜想. 5.使学生了解欧拉公式的一种证明思路. （三）德育渗透目标 1.通过介绍数学家的业绩，培养学生学习数学大师的献身科学、勇于探索的科学研究精神、激发学生对科学的热爱和对理想的追求. 2.培养学生寻求规律、发现规律、认识规律，并利用规律解决问题的能力. ●教学重点 欧拉公式的发现. ●教学难点 使学生从中体会和学习数学大师研究数学的方法. ●教学方法 指导学生自学法 首先通过问题1利用具体实物，从观察入手，培养学生对简单多面体V、E、F关系的感性认识从中寻找规律，问题2让学生作进一步观察、验证得出规律，问题3让学生在认识简单多面体的基础上，通过归纳，得出关于欧拉公式的猜想，再通过问题4让学生了解欧拉公式的证明思路，即从理论上探索对发现规律的证明. 以上4个问题逐步深入地展开，旨在不仅使学生在知识上有新的收获，同时应体会和学习研究数学的思想和方法. ●教具准备 投影片三张 第一张：课本P56的问题1及表1（记作§9.9.1 A） 第二张：课本P57的问题2及表2（记作§9.9.1 B） 第三张：课本P57的问题3及P58的问题4（记作§9.9.1 C） ●教学过程 Ⅰ.课题导入 瑞士著名的数学家，是数学史上的最多产的数学家，他毕生从事数学研究，他的论著几乎涉及18世纪所有的数学分支.比如，在初等数学中，欧拉首先将符号正规化，如f（x）表示函数，e表示自然对数的底，a、b、c表示△ABC的三边等；数学中的欧拉公式、欧拉方 程、欧拉常数、欧拉方法、欧拉猜想等.其中欧拉公式的一个特殊公式e iπ+1=0,将数学上的5个常数0、1、i、e、π联在一起；再如就是多面体的欧拉定理V－E+F=2，V、E、F分别

[实用参考]大学数学公式总结大全

导数公式： 基本积分表： 三角函数的有理式积分：

一些初等函数： 两个重要极限： 三角函数公式： ·诱导公式： ·和差角公式：·和差化积公式： 2 sin 2sin 2cos cos 2cos 2cos 2cos cos 2sin 2cos 2sin sin 2cos 2sin 2sin sin β αβαβαβ αβαβαβ αβαβαβ αβ αβα-+=--+=+-+=--+=+α ββαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβαctg ctg ctg ctg ctg tg tg tg tg tg ±?= ±?±= ±=±±=±1 )(1)(sin sin cos cos )cos(sin cos cos sin )sin(

·倍角公式： ·半角公式： ·正弦定理：·余弦定理： ·反三角函数性质： 高阶导数公式——莱布尼兹（Leibniz）公式：中值定理与导数应用： 曲率： 定积分的近似计算： 定积分应用相关公式： 空间解析几何和向量代数： 多元函数微分法及应用 微分法在几何上的应用： 方向导数与梯度： 多元函数的极值及其求法： 重积分及其应用： 柱面坐标和球面坐标： 曲线积分： 曲面积分： 高斯公式：

斯托克斯公式——曲线积分与曲面积分的关系：常数项级数： 级数审敛法： 绝对收敛与条件收敛： 幂级数： 函数展开成幂级数： 一些函数展开成幂级数： 欧拉公式： 三角级数： 傅立叶级数： 周期为的周期函数的傅立叶级数： 微分方程的相关概念： 阳光怡茗工作室https://www.sodocs.net/doc/0c9222443.html, 一阶线性微分方程： 全微分方程： 二阶微分方程： 二阶常系数齐次线性微分方程及其解法：

最全高中数学三角函数公式

定义式 ） ct 函数关系 倒数关系：；； 商数关系：；． 平方关系：；；．诱导公式

公式一：设为任意角，终边相同的角的同一三角函数的值相等： 公式二：设为任意角，与的三角函数值之间的关系： 公式三：任意角与的三角函数值之间的关系： 公式四：与的三角函数值之间的关系： 公式五：与的三角函数值之间的关系： 公式六：及与的三角函数值之间的关系：

记背诀窍：奇变偶不变，符号看象限．即形如（2k+1）90°±α，则函数名称变为余名函数，正弦变余弦，余弦变正弦，正切变余切，余切变正切。形如2k×90°±α，则函数名称不变。 诱导公式口诀“奇变偶不变，符号看象限”意义： k×π/2±a(k∈z)的三角函数值．(1)当k为偶数时，等于α的同名三角函数值，前面加上一个把α看作 锐角时原三角函数值的符号； (2)当k为奇数时，等于α的异名三角函数值，前面加上一个把α看作锐角时原三角函数值的符号。 记忆方法一：奇变偶不变，符号看象限：

记忆方法二：无论α是多大的角，都将α看成锐角． 以诱导公式二为例： 若将α看成锐角（终边在第一象限），则π十α是第三象限的角（终边在第三象限），正弦函数的函数值在第三象限是负值，余弦函数的函数值在第三象限是负值，正切函数的函数值在第三象限是正值．这样，就得到了诱导公式二． 以诱导公式四为例： 若将α看成锐角（终边在第一象限），则π-α是第二象限的角（终边在第二象限），正弦函数的三角函数值在第二象限是正值，余弦函数的三角函数值在第二象限是负值，正切函数的三角函数值在第二象限是负值．这样，就得到了诱导公式四． 诱导公式的应用： 运用诱导公式转化三角函数的一般步骤： 特别提醒：三角函数化简与求值时需要的知识储备：①熟记特殊角的三角函数值；②注意诱导公式的灵活运用；③三角函数化简的要求是项数要最少，次数要最低，函数名最少，分母能最简，易求值最好。

欧拉公式的证明和应用

数学文化课程报告 欧拉公式的证明与应用 一.序言------------------------------------------------------------------------2 二.欧拉公式的证明--------------------------------------3 极限法 --------------------------------------3 指数函数定义法-------------------------------4 分离变量积分法-------------------------------4 复数幂级数展开法-----------------------------4 变上限积分法---------------------------------5 类比求导法-----------------------------------7 三.欧拉公式的应用 求高阶导数-----------------------------------7 积分计算------------------------------------8 高阶线性齐次微分方程的通解------------------9 求函数级数展开式----------------------------9 三角级数求和函数----------------------------10 傅里叶级数的复数形式-------------------------10 四.结语------------------------------------------------11 参考文献-----------------------------------------------11 一．序言

多面体欧拉公式的发现(二)共9页

●教学时间 第十课时 ●课题 §9.9.2 研究性课题：多面体欧拉公式的发现（二） ●教学目标 （一）教学知识点 1.欧拉公式的证明. 2.欧拉公式的应用. （二）能力训练要求 1.使学生能理解多面体欧拉公式的证明过程并能叙述其证明思路. 2.使学生掌握多面体欧拉公式并灵活地将其应用于解题中. （三）德育渗透目标 继续培养学生寻求规律、发现规律、认识规律、并利用规律解决问题的能力. ●教学重点 欧拉公式的应用. ●教学难点 欧拉公式的证明思路. ●教学方法 学导式 本节课继续上节课对欧拉公式的研究活动，遵循寻求规律——发现规律——认识规律——应用规律的学习过程，对上节课已猜想出的欧拉公式

进一步深入研究，探索它的证明思路，让学生了解这种证明思想，进而达到熟练掌握欧拉公式的目标，以便于学生得心应手地将欧拉公式应用到各种问题的解决中. ●教具准备 投影片三张 问题5（1）（2）（记作§9.9.2 A） 第一张：课本P 59 第二张：本课时教案例1（记作§9.9.2 B） 第三张：本课时教案例2（记作§9.9.2 C） ●教学过程 Ⅰ.课题导入 ［师］上节课我们已经猜想出了欧拉公式并且同学们也已自学了它的证明过程，这节课我们继续对它的证明方法及其重要应用进行学习和探讨. Ⅱ.讲授新课 的欧拉公式的证明进行了自学，那么，［师］上节课我们已对课本P 58 谁能说一下课本中的证明思路和关键是什么？ ［生］将立体图形转化为平面图形. ［师］好，前面，我们经常使用把不在同一平面中的几何图形的问题转化为同一平面中图形的问题，所以此处如果能把求一个简单多面体的V、F、E三者之间的关系问题，转化为平面中的问题就会前进一大步了. 那么课本中是怎样实现转化的呢？ ［生］把多面体想成是用橡皮膜做成的，即课本P 图9—85的多面体， 58

欧拉公式的证明(整理)Word版

欧拉公式的证明 著名的欧拉公式e^(iθ)=cosθ+isinθ是人们公认的优美公式。原因是指数函数和三角函数在实数域中几乎没有什么联系，而在复数域中却发现了他们可以相互转化，并被一个非常简单的关系式联系在一起。特别是当θ=π时，欧拉公式便写成了e^(iπ)+1=0,就这个等式将数中最富有特色的五个数0，1，i , e , π ,绝妙地联系在一起 方法一：用幂级数展开形式证明，但这只是形式证明（严格的说，在实函数域带着i只是形式上的） 再抄一遍：设z = x+iy 这样 e^z = e^(x+iy)=e^x*e^(iy),就是e^z/e^x = e^(iy) 用牛顿幂级数展开式 e^x = 1+x+x^2/2!+x^3/3!+.....+x^n/n!+...... 把 e^(iy) 展开，就得到 e^z/e^x = e^(iy) =1+iy-y^2/2!-iy^3/3!+y^4/4!+iy^5/5!-y^6/6!-..... =(1-y^2/2!+y^4/4!-y^6/6!+.....) +i(y-y^3/3!+y^5/5!-....) 由于 cosy = 1-y^2/2!+y^4/4!-y^6/6!+....., siny = y-y^3/3!+y^5/5!-.... 所以 e^(x+iy)=e^x*e^(iy)=e^x*(cosy+isiny) 即 e^(iy) = (cosy+isiny) 方法二：见复变函数第2章，在整个负数域内重新定义了sinz cosz而后根据关系推导出了欧拉公式。着个才是根基。由来缘于此。 方法一是不严格的。 再请看这2个积分 ∫sqrt(x^2-1)dx=x*sqrt(x^2-1)/2-ln(2*sqrt(x^2-1)+2x)/2 ∫sqrt(1-x^2)dx=arcsin(x)/2+x*sqrt(1-x^2)/2; 上式左边相当于下式左边乘以i 于是上式右边相当于下式右边乘以i 然后化简就得到欧拉公式 这个证明方法不太严密 但很有启发性 历史上先是有人用上述方法得到了对数函数和反三角函数的关系 然后被欧拉看到了,才得到了欧拉公式 设a t θ ?R,ρ?R+,a^(it)?z有: a^(it)=ρ(cosθ+isinθ) 1 因共轭解适合方程,用-i替换i有: a^(-it)=ρ(cosθ-isinθ) 2

大一高等数学公式(精华整理的)

高等数学公式 1导数公式： 2基本积分表： 3三角函数的有理式积分： 2 22212211cos 12sin u du dx x tg u u u x u u x +==+-=+=，　，　，　 a x x a a a ctgx x x tgx x x x ctgx x tgx a x x ln 1)(log ln )(csc )(csc sec )(sec csc )(sec )(22= '='?-='?='-='='2 2 22 11 )(11 )(11 )(arccos 11 )(arcsin x arcctgx x arctgx x x x x +- ='+= '-- ='-= '? ?????????+±+=±+=+=+=+-=?+=?+-==+==C a x x a x dx C shx chxdx C chx shxdx C a a dx a C x ctgxdx x C x dx tgx x C ctgx xdx x dx C tgx xdx x dx x x )ln(ln csc csc sec sec csc sin sec cos 222 22 22 2C a x x a dx C x a x a a x a dx C a x a x a a x dx C a x arctg a x a dx C ctgx x xdx C tgx x xdx C x ctgxdx C x tgxdx +=-+-+=-++-=-+=++-=++=+=+-=????????arcsin ln 21ln 211csc ln csc sec ln sec sin ln cos ln 2 2222222? ????++-=-+-+--=-+++++=+-= ==-C a x a x a x dx x a C a x x a a x x dx a x C a x x a a x x dx a x I n n xdx xdx I n n n n arcsin 22ln 22)ln(221 cos sin 22 2222222 2222222 22 2 22 2 π π

数学第四册(综高)17.4棣莫弗定理与欧拉公式

备注 §17.4 棣莫弗定理与欧拉公式 教学目标： 1.掌握复数的代数形式、三角形式及指数形式，并会进行三种 形式的互化； 2.掌握复数的三角形式的乘、除和棣莫弗定理与欧拉公式。 教学重点：掌握复数的三角形式的乘、除和隶莫弗定理与欧拉公式。 教学难点：掌握复数的代数形式、三角形式及指数形式，并会进行 三种形式的互化。 新课讲授： 棣莫弗定理与欧拉公式 一、复习导入 在三角形式下对复数进行的运算主要是乘除。 二、探究 设复数z 1= 2(cos 6 π +isin 6π)，z 2= 4(cos 3 π +isin 3 π)，则 z 1 ·z 2等于多少？ 三、知识链接 (1)一般z 1= r 1(cos θ1 +isin θ1)，z 2= r 2 (cos θ2+isin θ2)， 则有z 1 ·z 2= r 1 r 2 [cos(θ1 +θ2 )+isin （θ1+θ2）] 由此可见，复数的积的模等于模的积，积的辐角等于辐角的和。 (2)一般z 1= r 1(cos θ1 +isin θ1)，z 2= r 2 (cos θ2+isin θ2)， 则有 21z z = 2 1r r [cos(θ1 -θ2 )+isin （θ1-θ2）] 由此可见，复数的积的模等于模的商，积的辐角等于辐角的差。 四、典型例题 例1、计算 （1） 3（cos 6π+isin 6 π）·4（cos 12 π +isin 12 π ） （2）2（cos 500+isin500）·3（cos400+isin400） 例2、计算： [6（cos 700+isin700）]÷[3（cos400+isin400）]

简单多面体的欧拉公式优秀教学设计

简单多面体的欧拉公式 新课程倡导教师对学生最重要的价值引导就是“会做数学”比“会说数学”更重要，课堂始终以“做数学”为主旋律，教师不断地创设有意义的问题情境或教学活动，激励学生在解决问题中学习。与传统数学相比，现代数学的巨大变化还表现在，通过观察作出猜想、建立模型、然后进行修改调整，成为现代数学家以及应用数学家、工程技术人员的基本思维。 “研究性课题：多面体欧拉定理的发现”是一个探究式、自主学习的课题，在这节课中，我利用网络资源，不断地创设一系列问题情境，引导学生独立自主地发现问题——解决问题——应用知识，提高了学习的效率。在教学中，我设计了以下几个环节，愿与大家探讨。 一、创设情境提出问题 歌尼斯堡问题是学生在课前搜集相关资料的时候找到的一个相关问题，由于它是平面的问题，比较简单易懂。在课堂上学生积极地向其他同学介绍这个有意思的问题。不仅扩充了课程资源，也渗透了与图形大小、长短无关的一类几何问题，为接下去的学习活动提供了良好的教学情境。 二、问题驱动自主探究 接下来，以网页课件为媒体，开展以下活动： 活动一：问题驱动引出定理 通过一系列问题，引领学生体验从二维到三维的类比推广，把问题引向未研究过的的领域，并通过学生自己的实践（数正多面体的棱数、面数、顶点数）总结出、有价值的规律。学生相互交流思考问题。师生交流后教师给出密码，提供比较完整的问题解答，实现了师生互动与交流。 活动二：实例验证加深理解 学生在知道了欧拉定理后，以正四面体为例，通过课件的提示帮助，体会“平面法”验证欧拉定理的思想。 教师布置任务：以同样的思想方法，以正六面体为例，验证欧拉定理。汇总各小组的研究方案，选代表在黑板上演示，并宜从一些不成立的步骤着手，引导学生找出问题所在，在逐步矫正中，加深学生对“平面法”的理解。 随后由教师提供密码，给出比较完善的方案。 活动三：知识应用解决问题 用欧拉定理解决所提出的问题：正多面体为什么只有五种？由学生自己阅读，教师加以点拨即可。 随后以一些实际应用的例题体会欧拉定理在各学科中的应用。 三、总结提炼拓展延伸 四、反思总结 活动课中让学生探讨一些具有挑战性的问题，引导学生通过观察，进行猜想，进一步验证猜想。通过一系列的思维活动，让学生主动地获取知识，理解数学的思想方法、思维方式；引导学生体会发现规律的过程，体现了课堂教学的实验性、探索性，实现了

高中数学竞赛讲义(免费)

高中数学竞赛资料 一、高中数学竞赛大纲 全国高中数学联赛 全国高中数学联赛（一试）所涉及的知识范围不超出教育部2000年《全日制普通高级中学数学教学大纲》中所规定的教学要求和内容，但在方法的要求上有所提高。 全国高中数学联赛加试 全国高中数学联赛加试（二试）与国际数学奥林匹克接轨，在知识方面有所扩展；适当增加一些教学大纲之外的内容，所增加的内容是： 1.平面几何 几个重要定理：梅涅劳斯定理、塞瓦定理、托勒密定理、西姆松定理。三角形中的几个特殊点：旁心、费马点，欧拉线。几何不等式。几何极值问题。几何中的变换：对称、平移、旋转。圆的幂和根轴。面积方法，复数方法，向量方法，解析几何方法。 2.代数 周期函数，带绝对值的函数。三角公式，三角恒等式，三角方程，三角不等式，反三角函数。递归，递归数列及其性质，一阶、二阶线性常系数递归数列的通项公式。 第二数学归纳法。平均值不等式，柯西不等式，排序不等式，切比雪夫不等式，一元凸函数。 复数及其指数形式、三角形式，欧拉公式，棣莫弗定理，单位根。多项式的除法定理、因式分解定理，多项式的相等，整系数多项式的有理根*，多项式的插值公式*。 n 次多项式根的个数，根与系数的关系，实系数多项式虚根成对定理。 函数迭代，简单的函数方程* 3. 初等数论 同余，欧几里得除法，裴蜀定理，完全剩余类，二次剩余，不定方程和方程组，高斯函数[x]，费马小定理，格点及其性质，无穷递降法，欧拉定理*，孙子定理*。 4.组合问题 圆排列，有重复元素的排列与组合，组合恒等式。组合计数，组合几何。抽屉原理。容斥原理。极端原理。图论问题。集合的划分。覆盖。平面凸集、凸包及应用*。 注：有*号的内容加试中暂不考，但在冬令营中可能考。 三、高中数学竞赛基础知识 第一章 集合与简易逻辑 一、基础知识 定义1 一般地，一组确定的、互异的、无序的对象的全体构成集合，简称集，用大写字母来表示；集合中的各个对象称为元素，用小写字母来表示，元素x 在集合A 中，称x 属于A ，记为A x ∈，否则称x 不属于A ，记作A x ?。例如，通常用N ，Z ，Q ，B ，Q +分别表示自然数集、整数集、有理数集、实数集、正有理数集，不含任何元素的集合称为空集，用?来表示。集合分有限集和无限集两种。 集合的表示方法有列举法：将集合中的元素一一列举出来写在大括号内并用逗号隔开表示集合的方法，如{1，2，3}；描述法：将集合中的元素的属性写在大括号内表示集合的方法。例如{有理数}，}0{>x x 分别表示有理数集和正实数集。 定义2 子集：对于两个集合A 与B ，如果集合A 中的任何一个元素都是集合B 中的元素，则A 叫做B 的子集，记为B A ?，例如Z N ?。规定空集是任何集合的子集，如果A 是B 的子集，B 也是A 的子集，则称A 与B 相等。如果A 是B 的子集，而且B 中存在元素不属

复数欧拉公式的证明和应用

复数欧拉公式 θθθ sin cos i e i +=的证明和应用 摘要：在复数域内用几种不同的方法证明欧拉公式θθθ sin cos i e i +=，举例说明欧拉公式在数学中的几类应用，通过总结多种方法看问题的思想来解决问题，通过几种不同种类的问题的解决方案让读者更加明白欧拉公式在学习中的多方面思想和数学中的重要性。 关键词：欧拉公式、微分中值定理、证明、应用、三角函数 1.欧拉公式意义简说 在我们所学过的指数函数和三角函数在实数域中几乎没有什么联系，在复数域中却可以相互转换，被θθθ sin cos i e i +=这简单的关系联系在一起，这个一直盘踞在许多研究家心里的欧拉公式，有着很多很多的疑问，特别是当πθ=时，有1-=e i π ，即01=+e i π ，这个等式将数学中的最富有特色的五个数0、1、i 、e 、π联系在一起，0，1是实数中特殊的数字，i 是一个很重要的虚数单位，e 是无理数它取自瑞士数学家欧拉（Euler,1707-1783）的英文开头[5]， π是圆周率在公园前就被定义为“周长与直径的比” 。它们在数学中各自都有发展的方面。因此e i π +1=0公式充分揭示了数学的统一性、简洁性和奇异性。了解这些内容对于学习高等数学，对于我们在研究较深的数学问题上有很大帮助。 2.欧拉公式的证明简述 在这里，我把几种证明欧拉公式的方法总结在一起，对学者学习欧拉公式提供多方面的题材，并作出知识的一种综合理解。 2.1幂级数展开式的证明法 引用三角函数和指数函数“幂级数展开式”证明欧拉公式θθθ sin cos i e i +=， 2.2复指数定义法 用复指数定义)sin (cos y i y e e e x iy x z +==+，证明欧拉公θθθ sin cos i e i += 2.3类比法求导法 通过实函数的性质来对复函数进行求导运算(附件①)，通过构造x i x x f e ix sin cos )(+= ， 0)(='x f 用lagrange 微分中值定理推论[3]，从而证明1)(=x f ,使得x i x e ix sin cos += 2.4分离变量积分法 假设x i x z sin cos +=，求导得 iz dx dz =，通过分离变量得,idx z dz =，然后两边取积分得

临界力和欧拉公式

临界力和欧拉公式 杆件所受压力逐渐增加到某个限度时，压杆将由稳定状态转化为不稳定状态。这个压力的限度称为临界力P cr。它是压杆保持直线稳定形状时所能承受的最小压力。 为了计算压杆的稳定性，就要确定临界力的大小。通过实验和理论推导，压杆临界力与各个因素有关： (1) 压杆的材料，P cr与材料的弹性模量E成正比，即 (2）压杆横截面的形状和尺寸，P cr与压杆横截面的轴惯性矩J成正比，即 (3) 压杆的长度，P cr与长度的平方l2成反比，即 (4) 压杆两端的支座形式有关，用一个系数表示，称为支座系数 ，列于表1-10。为计算方便，写成 欧拉计算的结果（此处从略），细长压杆的临界力为 ， (1-72) 上式称为欧拉公式。当已知压杆的材料、尺寸和支座形式时，即可由欧拉公式求得临界力 根据欧拉公式，若要提高细长杆的稳定性，可从下列几方面来考虑： (1) 合理选用材料临界力与弹性模量E成正比。钢材的E值比铸铁、铜、铝的大，压杆选用钢材为宜。合金钢的E值与碳钢的E值近似，细长杆选用合金钢并不能比碳钢提高稳定性，但对短粗杆，选用合金钢可提高工作能力。 (2) 合理选择截面形状临界力与截面的轴惯性矩J成正比。应选择J大的截面形状，如圆环形截面比圆形截面合理，型钢截面比矩形截面合理。并且尽量使压杆横截面对两个互相垂直的中性轴的J值相近。如下图中的(a)所示的截面就比(b)好。

(3) 减少压杆长度临界力与杆长平方成反比。在可能的情况下，减小杆的长度或在杆的中部设置支座，可大大提高其稳定性。 (4) 改善支座形式临界力与支座形式有关。固定端比铰链支座的稳定性好，钢架的立柱，其柱脚与底板的联系形式，能提高立柱受压时的稳定性。像下图中所示的(a)的支座形式就比(b)中的要好。 表1-10 压杆长度系数

《欧拉公式及其应用》

华北水利水电大学 题目《欧拉公式及其应用》 课程名称：高等数学（2） 专业班级：电子信息工程2012154 成员组成： 联系方式： 2013年5月31 日

摘要：在复数域内用几种不同的方法证明欧拉公式θθθ sin cos i e i +=， 举例说明欧拉公式在数学中的几类应用，通过总结多种方法看问题的思想来解决问题，通过几种不同种类的问题的解决方案让读者更加明白欧拉公式在学习中的多方面思想和数学中的重要性。 关键词：欧拉公式，证明，应用 英文题目"Euler formula and its application" Abstract: The different methods of several in the complex domain that Euler's formula, illustrates several kinds of application of Euler's formula in mathematics, to solve the problem through the summary of many ways to look at problems of the mind, through the solution of several kinds of problems that the reader more understood the importance of Euler in learning many aspects of the theory and the mathematical formula in the. Key words: Euler formula Prove application

多面体欧拉公式与球

第 48 讲 多面体、欧拉公式与球 （第课时） 多面体、欧拉公式与球 ????? ????? ? ? ?? ? ? ????? ????? ???????多面体的内切球 体积面积计算球面距离截面球的性质球的概念球正多面体的概念欧拉公式多面体的概念 多面体 2．欧拉公式；3．球的概念和性质。 2．了解多面体的欧拉公式；3．了解球的概念，掌握球 2．有关球的考查一般以小题出现。 围成多面体的各个多边形叫做面，两个面的公共边叫棱，棱的端点叫顶点，不在同一个面内的两个顶点间的线段叫对角线。有n 个面的多面体叫n 面体（4≥n ）。 凸多面体：若把一个多面体的任意一个面沿展成平面，其余各面都在这个平面的同侧时，则称这个多面体为凸多面体。 简单多面体：表面能通过连续变形变为球面的多面体，叫做简单多面体。 2．欧拉公式 对于简单多面体，有： 顶点数（V ）+面数(F)-棱数（E ）= 2 。 例．一个正n 面体共有8个顶点，每个顶点处共有3条棱，则n 等于 （ ） A . 4 ； B . 5 ； C . 6 ； D . 7 。 分析： 先计算正n 面体的棱数，然后应用欧拉公式来解。

解：由题意有 8=V ，122 8 3=?= E ，则 682122=-+=-+=V E F ，故选C 。 例．已知铜的单晶的外形是简单几何体，单晶铜有三角形和八边形两种晶面，如果铜的单晶有24个顶点，每个顶点处都有3条棱，计算单晶铜的两种晶面的数目。 解 设：三角形晶面有x 个，八边形晶面有y 个。 3．正多面体 ⑴ 定义：每个面都是有相同边数的正多边形，且以每个顶点为其一端都有相同数目的棱的凸多面体，叫做正多面体。 ⑵ 名称 面的形状 每个顶点的棱 顶点数（V ） 面数（F) 棱数(E) 正四面体 正三角形 3 4 4 6 正六面体 正方形 3 8 6 12 正八面体 正三角形 4 6 8 12 正十二面体 正五边形 3 20 12 30 正二十面体 正三角形 5 12 20 30 4．球 ⑴ 定义 ① 球面: 半圆绕它的直径旋转一周所生成的曲面叫做球面。 ② 球: 球面围成的几何体叫球。 ③球面距离：经过球面两点的大圆在这两点间的劣弧的长叫做这两点的球面距离。 ⑵ 性质 ① 球的任意截面都是圆。其中过球心的截面叫大圆，不过球心的截面叫小圆。 ② 球心和截面圆心的连线垂直于截面，并且球心到截面的距离 2 2 r R d -= ，其中R 是球半径，r 是截面半径。 ⑶ 面积公式 球面的面积：等于球的大圆面积的4倍，即 24R S π=球面 ，其中R 是球半径。 ⑷ 体积公式 球的体积：等于三分之四乘以3R π，即 33 4 R V π=球 ，其中R 是球半径。 ⑸ 球的直观图的画法 ① 如图，画三条坐标轴x 、y 、z ；

三角函数和双曲函数公式表

三角函数的定义 直角坐标系中定义 直角三角形定义 a, b, h 为角A的对边、邻边和斜边在笛卡尔平面上f(x) = sin(x) 和f(x) = cos(x) 函数的 图像。 单位圆定义 六个三角函数也可以依据半径为一中心为原点的单位圆来定义。单位圆定义在实际计算上没有大的价值；实际上对多数角它都依赖于直角三角形。但是单位圆定义的确允许三角函数对所有正数和负数辐角都有定义，而不只是对于在 0 和π/2 弧度之间的角。它也提供了一个图像，把所有重要的三角函数都包含了。根据勾股定理，单位圆的等式是： x2+y2=1 对于大于 2π或小于?2π的角度，可直接继续绕单位圆旋转。在这种方式下，正弦和余弦变成了周期为 2π的周期函数：

级数定义 只使用几何和极限的性质，可以证明正弦的导数是余弦，余弦的导数是负的正弦。（在微积分中，所有角度都以弧度来度量）。我们可以接着使用泰勒级数的理论来证明下列恒等式对于所有实数x都成立： 这些恒等式经常被用做正弦和余弦函数的定义。它们经常被用做三角函数的严格处理和应用的起点（比如，在傅立叶级数中），因为无穷级数的理论可从实数系的基础上发展而来，不需要任何几何方面的考虑。这样，这些函数的可微性和连续性便可以单独从级数定义来确立。 在这种形式的表达中，分母是相应的阶乘，分子称为“正切数”，它有一个组合解释：它们枚举了奇数势的有限集合的交错排列（alternating permutation）。

在这种形式的表达中，分母是对应的阶乘，而分子叫做“正割数”，有组合解释：它们枚举偶数势的有限集合的交错排列。 从复分析的一个定理得出，这个实函数到复数有一个唯一的解析扩展。它们有同样的泰勒级数，所以复数上的三角函数是使用上述泰勒级数来定义的。 与指数函数和复数的联系 可以从上述的级数定义证明正弦和余弦函数分别是复指数函数在它的自变量为纯虚数时候的虚数和实数部分： 这个联系首先由欧拉注意到，叫做欧拉公式。在这种方式下，三角函数在复分析的几何解释中变成了本质性的。例如，通过上述恒等式，如果考虑在复平面中 eix 所定义的单位圆，同上面一样，我们可以根据余弦和正弦来把这个圆参数化，复指数和三角函数之间联系就变得更加明显了。 进一步的，这样就可以定义对复自变量 z 的三角函数： 这里 i2=?1还有对于纯实数 x， 微分方程定义 正弦和余弦函数都满足微分方程

研究性课题 多面体欧拉公式的发现

研究性课题 多面体欧拉公式的发现 【教材分析】 教材结合9.8节关于多面体的分类而编，目的在于以学生主动参与的发现式学习活动，培养他们通过观察发现规律并证明所得猜想的能力。 【学情分析】 该公式的证明较抽象，前后知识的联系较少，学生理解上有较大难度。但在前面立 几教学中学生已有将空间问题转化为平面问题来研究的降维思想和转化策略的基础，所以本节课采用多媒体辅助教学，降低空间想象的难度，突破降维过程中的变与不变的难点，从而达到降低教学难度的目的。 【教学目标】 1、知识目标：培养学生观察，归纳，大胆猜想的能力，了解欧拉公式的发现及其 法。 2、能力目标 掌握公式证明体现的思想方法。使学生领悟转化、化归思想，从空 间到平面的降维策略，学会从一般到特殊和特殊到一般的分析问题和解决问题的方法，增强学生应用数学知识解决实际问题的的意识和能力。 3、情意目标 通过教学使学生了解和感知欧拉公式发现的历程，激发学生热爱科学 勤奋学习热情，培养学生勇于探索的创新意识。 【教学重点】 欧拉公式和它的证明，证明的思想方法是重点。 【教学难点】 证明过程是难点。 【教学过程】 问题1：下面6个多面体，分别数出它们的顶点数V 、面数F 和棱数E ，并填出表1。 (1) (2) (3) (4) (5) (6) D 1 C 1 B 1A 1 A B C D B 1D 1 C 1E 1 A 1A B C D E

观察表1中各组数据，猜想V 、F 、E 之间的规律：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 是否任意一个多面体都有上述规律吗？ 问题是数学的心脏。创设问题情境，让学生在解决问题的过程中去观察、猜想、探索；让学生以类似或模拟科学研究的方式进行学习，使学生形成探究性学习的习惯，培养和锻炼学生的探究能力。 问题2：下面3个多面体，分别数出它们的顶点数V 、面数F 和棱数E ，并填出表2。 （7） （8） （9） 简单直观的问题情景能一下子激发学生探索的兴趣。学生进入问题情景，发现问题，在问题的驱动下，进入探究性活动。 问题3：比较前面问题1和问题2中的图形，如果这些多面体的表面都是用橡皮膜制成的，并且可以向它们的内部充气，那么其中哪些多面体能够连续（不破裂、不粘连）变形，最后其表面可变为一个球面？哪些能变为一个环面？哪些可变为两个对接球面？ 教师向学生提供材料，学生收集证据。观察、实验、调查、分析处理，教师引导学生大胆质疑，提出问题，提出各种猜想和假设。 引入“简单多面体”的概念： 假设多面体的表面是橡皮膜制成的，可以向它们的内部充气，那么能够连续（不破裂、不粘连）变形，表面能变为一个球面的多面体，叫做简单多面体。

棣莫弗公式

棣莫弗公式复数乘方用三角表示式来解比较简便. 复数r(cosθ+isinθ)的n次方是： z^n=[r(cosθ+isinθ)]^n=r^n(cosnθ+isinnθ) n∈N. 复数开方也用三角表示式来解比较简便. 复数r(cosθ+isinθ)的n次方根是： (n次根号r){cos[(θ+2kπ)n]+isin[(θ+2kπ)n] (k=0,1,2,......). n∈N. 这两条公式叫做棣莫弗公式 [编辑本段]证明 棣莫弗公式证明 先引入欧拉公式：e^ix = cosx + isinx 将e^t，sint ， cost 分别展开为泰勒级数： e^t = 1 + t + t^22! + t^33! + …… + t^nn！+ …… sint = t - t^33!+t^55!-t^77!+……-…… cost = 1 - t^22!+t^44!-t^66!+……-…… 将t = ix 代入以上三式，可得欧拉公式 应用欧拉公式，（cosx＋isinx）^n = (e^ix)n =e^inx =cos(nx)+isin(nx) 另外一种证法： 根据两复数相乘的公式，设Z=r(cos x+isin x),Z'=r'(cos x'+isin x') 则ZZ'=rr'(cos (x+x')+isin (x+x')) 令Z=Z'，得Z^2=r^2(cos 2x+isin 2x) 继续用Z乘这个式子，得Z^3=r^2(cos 3x+isin 3x) 最后可以由数学归纳法导出，对于n∈N，Z^n=r^n(cos nx+isin nx) [编辑本段]在三角问题中的应用 在r=1时： （cosx＋isinx）^n = cos(nx)+isin(nx) 有这个公式可以得到一个特别重要的结果。我们可以令n=3为例，此时 （cosx＋isinx）^3 =cos(3x)+isin(3x) 而等式左边根据二项式定理展开得到 （cosx＋isinx）^3 =cos^3 x+3cos^2 x isinx+3cosx i^2 sin^2 x+i^3 sin^3 x =cos^3 x-3cos x sin^2 x+i(3cos^2 x sin x-sin^3 x) 最后根据右边得到 cos^3 x-3cos x sin^2 x+i(3cos^2 x sin x-sin^3 x)=cos(3x)+isin(3x) 这相当于实数间的一对等式，因为复数相等的条件是实部和虚部分别相等，所以cos(3x)=cos^3 x-3cos x sin^2 x sin(3x)=3cos^2 x sin x-sin^3 x 再根据式子sin^2 x+cos^2 x=1,代入并整理后得 cos 3x=4cos^3 x-3cos x sin 3x=-4sin^3 x+3sin x 以此类推，对于n∈N，可以用sin x 和 cos x的幂分别表示sin nx 和cos nx.

多面体欧拉公式的发现(1)

【课题】研究性课题：多面体欧拉公式的发现（1）【教学目标】 1、能通过观察具体简单多面体的V、E、F从中寻找规律. 2、能通过进一步观察验证所得的规律. 3、能从拓扑的角度认识简单多面体的本质. 4、能通过归纳得出关于欧拉公式的猜想. 【教学重点】欧拉公式的发现. 【教学难点】从中体会和学习数学大师研究数学的方法. 【教学过程】 一、复习引入 欧拉是瑞士著名的数学家，是数学史上的最多产的数学家，他毕生从事数学研究，他的论著几乎涉及18世纪所有的数学分支。比如，在初等数学中，欧拉首先将符号正规化，如f（x）表示函数，e表示自然对数的底，a、b、c表示△ABC的三边等；数学中的欧拉公式、欧拉方程、欧拉常数、欧拉方法、欧拉猜想等。其中欧拉公式的一个特殊公式e iπ+1=0,将数学上的5个常数0、1、i、e、π联在一起；再如就是多面体的欧拉定理V－E+F=2，V、E、F分别代表一简单多面体的顶点、棱和面的数目，这就是我们今天要学习的欧拉定理。 二、讲解新课 （一）简单多面体 1．简单多面体：考虑一个多面体，例如正六面体，假定它的面是用橡胶薄膜做成的，如果充以气体，那么它就会连续（不破裂）变形，最后可变为一个球面如图：象这样，表面经过连续变形可变为球面的多面体，叫做简单多面体 说明：棱柱、棱锥、正多面体等一切凸多面体都是简单多面体。

（二）五种正多面体的顶点数、面数及棱数： 发现：它们的顶点数V 、面数F 及棱数E 有共同的关系式：2V F E +-=． 上述关系式对简单多面体都成立 欧拉定理：简单多面体的顶点数V 、面数F 及棱数E 有关系式： 2V F E +-= 证明1：以四面体ABCD 为例来说明： 将它的一个面BCD 去掉，并使其变为平面图形，四面体的顶点数V 、棱数E 与剩下的面数()111F F F =-变形后都没有变。因此，要研究V 、E 和F 的关系，只要去掉一个面，将它变形为平面图形即可。 对平面图形，我们来研究： （1）去掉一条棱，就减少一个面。例如去掉BC ，就减少一个面ABC 。同理，去掉棱CD 、 BD ，也就各减少一个面ACD 、ABD 。 所以1F E -、V 的值都不变，因此1V F E +-的值也不变 （2）再从剩下的树枝形中，去掉一条棱，就减少一个顶点。例如去掉CA ，就减少一个顶点C ．同理，去掉DA 就减少一个顶点D ，最后剩下AB （如图）。

欧拉公式的证明方法和应用

欧拉公式 θθθ sin cos i e i +=的证明方法和应用 摘要：在复数域内用几种不同的方法证明欧拉公式θθθ sin cos i e i +=，举例说明欧拉公式在数学中的几类应用，通过总结多种方法看问题的思想来解决问题，通过几种不同种类的问题的解决方案让读者更加明白欧拉公式在学习中的多方面思想和数学中的重要性。 关键词：欧拉公式、微分中值定理、证明、应用、三角函数 1.欧拉公式意义简说 在我们所学过的指数函数和三角函数在实数域中几乎没有什么联系，在复数域中却可以相互转换，被θθθ sin cos i e i +=这简单的关系联系在一起，这个一直盘踞在许多研究家心里的欧拉公式，有着很多很多的疑问，特别是当πθ=时，有1-=e i π ，即01=+e i π ，这个等式将数学中的最富有特色的五个数0、1、i 、e 、π联系在一起，0，1是实数中特殊的数字，i 是一个很重要的虚数单位，e 是无理数它取自瑞士数学家欧拉（Euler,1707-1783）的英文开头[5]，π是圆周率在公园前就被定义为“周长与直径的比”。它们在数学中各自都有发展的方面。因此e i π +1=0公式充分揭示了数学的统一性、简洁性和奇异性。了解这些内容对于学习高等数学，对于我们在研究较深的数学问题上有很大帮助。 2.欧拉公式的证明简述 在这里，我把几种证明欧拉公式的方法总结在一起，对学者学习欧拉公式提供多方面的题材，并作出知识的一种综合理解。 幂级数展开式的证明法 引用三角函数和指数函数“幂级数展开式”证明欧拉公式θθθ sin cos i e i +=， 复指数定义法 用复指数定义)sin (cos y i y e e e x iy x z +==+，证明欧拉公θθθ sin cos i e i += 类比法求导法 通过实函数的性质来对复函数进行求导运算(附件①)，通过构造 x i x x f e ix sin cos )(+= ，0)(='x f 用lagrange 微分中值定理推论[3]，从而证明1)(=x f , 使得x i x e ix sin cos += 分离变量积分法 假设x i x z sin cos +=，求导得 iz dx dz =，通过分离变量得,idx z dz =，然后两边取积分