日期:2022-01-20
這是高中數學復數公式,是優秀的數學教案文章,供老師家長們參考學習。
一、教學內容分析
本節課是《普通高中課程標準實驗教科書·數學5》(人教版)第二章數列第二節等差數列第一課時。
數列是高中數學重要內容之一,它不僅有著廣泛的實際應用,而且起著承前啟后的作用。一方面, 數列作為一種特殊的函數與函數思想密不可分;另一方面,學習數列也為進一步學習數列的極限等內容做好準備。而等差數列是在學生學習了數列的有關概念和給出數列的兩種方法——通項公式和遞推公式的基礎上,對數列的知識進一步深入和拓廣。同時等差數列也為今后學習等比數列提供了“聯想”、“類比”的思想方法。
二、學生學習情況分析
教學內容針對的是高二的學生,經過高中一年的學習,大部分學生知識經驗已較為豐富,具備了較強的抽象思維能力和演繹推理能力,但也可能有一部分學生的基礎較弱,所以在授課時要從具體的生活實例出發,使學生產生學習的興趣,注重引導、啟發學生的積極主動的去學習數學,從而促進思維能力的進一步提高。
三、設計思想
1.教法
⑴誘導思維法:這種方法有利于學生對知識進行主動建構;有利于突出重點,突破難點;有利于調動學生的主動性和積極性,發揮其創造性。
⑵分組討論法:有利于學生進行交流,及時發現問題,解決問題,調動學生的積極性。
⑶講練結合法:可以及時鞏固所學內容,抓住重點,突破難點。 2.學法
引導學生首先從四個現實問題(數數問題、女子舉重獎項設置問題、水庫水位問題、儲蓄問題)概括出數組特點并抽象出等差數列的概念;接著就等差數列概念的特點,推導出等差數列的通項公式;可以對各種能力的同學引導認識多元的推導思維方法。
用多種方法對等差數列的通項公式進行推導。
在引導分析時,留出“空白”,讓學生去聯想、探索,同時鼓勵學生大膽質疑,圍繞中心各抒己見,把思路方法和需要解決的問題弄清。
四、教學目標
通過本節課的學習使學生能理解并掌握等差數列的概念,能用定義判斷一個數列是否為等差數列,引導學生了解等差數列的通項公式的推導過程及思想,掌握等差數列的通項公式與前 n 項和公式,并能解決簡單的實際問題;并在此過程中培養學生觀察、分析、歸納、推理的能力,在領會函數與數列關系的前提下,把研究函數的方法遷移來研究數列,培養學生的知識、方法遷移能力。
五、教學重點與難點
重點:
①等差數列的概念。
②等差數列的通項公式的推導過程及應用。 難點:
①理解等差數列“等差”的特點及通項公式的含義。 ②理解等差數列是一種函數模型。 關鍵:
等差數列概念的理解及由此得到的“性質”的方法。
六、教學過程(略)
一. 復數
1.(1)復數的單位為i,它的平方等于-1,即i2??1.
(2)復數及其相關概念:
復數—>形如a + bi的數(其中a,b?R);
實數—>當b = 0時的復數a + bi,即a;
虛數—>當b?0時的復數a + bi;
純虛數—>當a = 0且b?0時的復數a + bi,即bi.
復數a + bi的實部與虛部—a叫做復數的實部,b叫做虛部(注意a,b都是實數)
2、復數的四則運算
若兩個復數z1=a1+b1i,z2=a2+b2i,
(1)加法:z1+z2=(a1+a2)+(b1+b2)i;
(2)減法:z1-z2=(a1-a2)+(b1-b2)i;
(3)乘法:z1·z2=(a1a2-b1b2)+(a1b2+a2b1)i;
(4)除法:z1(a1a2?b1b2)?(a2b1?a1b2)i; ?z2a22?b22
(5)四則運算的交換率、結合率、分配率都適合于復數的情況。
3、共軛復數與復數的模的幾何意義
(1)若z=a+bi,則?a?bi,z?為實數,z?為純虛數(b≠0).
(2)復數z=a+bi的模,|z
且z??|z|2=a2+b2.
注:復數a+bi的模的幾何意義是指表示復數a+bi的點到原點的距離。
復數a+bi的共軛復數是a-bi,若兩復數是共軛復數,則它們所表示的點關于實軸對稱。若
b=0,則實數a與實數a共軛,表示點落在實軸上。
二. 數列
1、等差數列定義:一般地,如果一個數列從第2項起,每一項與它的前一項的差等于同一
個常數,那么這個數列就叫等差數列,這個常數叫做等差數列的公差,公差通常用字母d表
示。
用遞推公式表示為an?an?1?d(n?2)或an?1?an?d(n?1)。
2、等差數列的通項公式:an?a1?(n?1)d;
3、等差中項的概念:
定義:如果a,A,b成等差數列,那么A叫做a與b的等差中項。其中A?a?b2
a,A,b成等差數列?A?a?b。 2
4、等差數列的前n和的求和公式:Sn?
5、等差數列的性質: n(a1?an)n(n?1)?na1?d。 22
(1)在等差數列?an?中,對任意m,n?N?,an?am?(n?m)d;
(2)在等差數列?an?中,若m,n,p,q?N?且m?n?p?q,則am?an?ap?aq; 說明:設數列{an}是等差數列,且公差為d,
1.等比數列定義
一般地,如果一個數列從第二項起,每一項與它的前一項的比等于同一個常數,那么這......
個數列就叫做等比數列,這個常數叫做等比數列的公比;公比通常用字母q表示(q?0),即:an?1:an?q(q?0)
2.等比數列通項公式為:an?a1?qn?1(a1?q?0)。
說明:(1)由等比數列的通項公式可以知道:當公比q=1時該數列既是等比數列也是等差數列;(2)等比數列的通項公式知:若{an}為等比數列,則am?qm?n。 an
3.等比中項
如果在a與b中間插入一個數G,使a,G,b成等比數列,那么G叫做a與b的等比中項。
4.等比數列前n項和公式
一般地,設等比數列a1,a2,a3,?,an,?的前n項和是Sn?a1?a2?a3???an,當q?1
a1(1?qn)a?anq時,Sn? 或Sn?1;當q=1時,Sn?na1(錯位相減法)。 1?q1?q
n說明:(1)(2)注意求和公式中是q,a1,q,n,Sn和a1,an,q,Sn各已知三個可求第四個;
通項公式中是q不要混淆;(3)應用求和公式時q?1,必要時應討論q?1的情況。
5.等比數列的性質
①等比數列任意兩項間的關系:如果ann項,am是等差數列的第m項,且②對于等比數列?an?,若n?m?u?v,則an?am?au?av;
③若數列?an?Sn是其前n項的和,k?N*,那么Sk,S2k?Sk,S3k?S2k成等比數列。
n?1m?nq,則有an?amqn?m; 三. 立體幾何
立體幾何公式
柱錐臺的表面積計算公式:
圓柱:側面展開圖是矩形,長是圓柱底面圓周長,寬是圓柱的高(母線), S圓柱側=2?rl,S圓柱表=2?r(r?l),其中為r圓柱底面半徑,l為母線長。
圓錐:側面展開圖為一個扇形,半徑是圓錐的母線,弧長等于圓錐底面周長,側面展開圖扇形中心角為???3600,S圓錐側=?rl, S圓錐表=?r(r?l),其
中為r圓錐底面半徑,l為母線長。
圓臺:側面展開圖是扇環,內弧長等于圓臺上底周長,外弧長等于圓臺下底周長,側面展開圖扇環中心角為??
S圓臺表=?(r2?rl?Rl?R2).
rlR?r?3600,Sl圓臺側=?(r?R)l,
柱,錐,臺的體積計算公式
1.根據正方體、長方體、圓柱的體積公式,推測柱體的體積計算公式
柱體體積計算公式:V柱?Sh (S為底面面積,h為柱體的高)→V圓柱?Sh??r2h
2. 根據圓錐的體積公式公式,推測錐體的體積計算公式:給出錐體的體積計算公式:
1V錐?Sh S為底面面積,h為高) 3
3.臺體的上底面積S’,下底面積S,高h,由此如何計算切割前的錐體的高:給出臺體的體積公式
:V臺?(S'S)h (S,S分別上、下底面積,h為高)
13'
11V圓臺?(S'S)h??(r2?rR?R2)h (r、R分別為圓臺上底、下底半徑) 33
?球的表面積為4?R2
4V??R3 球的體積為3
四. 統計
樣本方差:s2=1/n[(x1-x ̄)2+(x2-x ̄)2+...+(xn-x ̄)2] ;
看例題,理解方差、中位數、眾數
例.某生產車間將10個零件的尺寸(單位:cm)用右面的莖葉圖的方式記錄下來,則它們的平均值和中位數分別是________,________.
解析:10個零件的尺寸數據如下:14,19,21,22,25,37,39,40,41,42,則平均數為30,中位數為31.
答案:30 31
例.(2010·福州模擬)甲、乙兩位學生參加數學競賽培訓,在培訓期間,他們參加的5次預賽成績記錄如下:
甲 82 82 79 95 87
乙 95 75 80 90 85
(1)用莖葉圖表示這兩組數據;
(2)從甲、乙兩人的成績中各隨機抽取一個,求甲的成績比乙高的概率;
(3)現要從中選派一人參加數學競賽,從統計學的角度考慮,你認為選派哪位學生參加合適?說明理由.
解:(1)作出莖葉圖如下:
(2)記甲被抽到的成績為x,乙被抽到的成績為y,用數對(x,y)表示基本事件: (82,95),(82,75),(82,80),(82,90),(82,85),
(82,95),(82,75),(82,80),(82,90),(82,85),
(79,95),(79,75),(79,80),(79,90),(79,85),
(95,95),(95,75),(95,80),(95,90),(95,85),
(87,95),(87,75),(87,80),(87,90),(87,85).
基本事件總數n=25.
記“甲的成績比乙高”為事件A,事件A包含的基本事件:
(82,75),(82,80),(82,75),(82,80),(79,75),(95,75),(95,80),(95,90),(95,85),(87,75),(87,80),(87,85).
事件A包含的基本事件數m=12.
m12所以P(A)=n25
(3)派甲參賽比較合適.理由如下: x甲=(70×1+80×3+90×1+9+2+2+7+5)=85, x乙=(70×1+80×2+90×2+5+0+5+0+5)=85,
222222=[(79-85)+(82-85)+(82-85)+(87-85)+(95-85)]=31.6, S甲515151222222=-85)+(80-85)+(85-85)+(90-85)+(95-85)]=50. S乙51∵x甲=x乙,S甲<S乙,(注意:方差計算公式)
∴甲的成績較穩定,派甲參賽比較合適.
22
考試內容:
復數的概念.
復數的加法和減法.
復數的乘法和除法.
數系的擴充.
考試要求:
(1)了解復數的有關概念及復數的代數表示和幾何意義.
(2)掌握復數代數形式的運算法則,能進行復數代數形式的加法、減法、乘法、
除法運算.
(3)了解從自然數系到復數系的關系及擴充的基本思想.
15. 復 數 知識要點
1. ⑴復數的單位為i,它的平方等于-1,即i2??1.
⑵復數及其相關概念:
① 復數—形如a + bi的數(其中a,b?R);
② 實數—當b = 0時的復數a + bi,即a;
③ 虛數—當b?0時的復數a + bi;
④ 純虛數—當a = 0且b?0時的復數a + bi,即bi.
⑤ 復數a + bi的實部與虛部—a叫做復數的實部,b叫做虛部(注意a,b都是實數) ⑥ 復數集C—全體復數的集合,一般用字母C表示.
⑶兩個復數相等的定義:
a?bi?c?di?a?c且b?d(其中,a,b,c,d,?R)特別地a?bi?0?a?b?0.
⑷兩個復數,如果不全是實數,就不能比較大小.
注:①若z1,z2為復數,則1?若z1?z2?0,則z1??z2.(×)[z1,z2為復數,而不是實數] 2?若z1?z2,則z1?z2?0.(√)
②若a,b,c?C,則(a?b)2?(b?c)2?(c?a)2?0是a?b?c的(當(a?b)2?i2,
(b?c)2?1,(c?a)2?0時,上式成立)
2. ⑴復平面內的兩點間距離公式:d?z1?z2.
其中z1,z2是復平面內的兩點z1和z2所對應的復數,d表示z1和z2間的距離.
由上可得:復平面內以z0為圓心,r為半徑的圓的復數方程:z?z0?r(r?0).
⑵曲線方程的復數形式: ①z?z0?r表示以z0為圓心,r為半徑的圓的方程. ②z?z1?z?z2表示線段z1z2的垂直平分線的方程.
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③z?z1?z?z2?2a(a?0且2a?z1z2Z1,Z2為焦點,長半軸長為a的橢圓的方程(若2a?z1z2,此方程表示線段Z1,Z2). ④z?z1?z?z2?2a(0?2a?z1z2表示以Z1,Z2為焦點,實半軸長為a的雙曲線方程(若2a?z1z2,此方程表示兩條射線).
⑶絕對值不等式:
設z1,z2是不等于零的復數,則 ①z1?z2?z1?z2?z1?z2.
左邊取等號的條件是z2??z1(??R,且??0),右邊取等號的條件是z2??z1(??R,??0). ②z1?z2?z1?z2?z1?z2.
左邊取等號的條件是z2??z1(??R,??0),右邊取等號的條件是z2??z1(??R,??0). 注:A1A2?A2A3?A3A4???An?1An?A1An.
3. 共軛復數的性質:
z?z z1?z2?z1?z2
z?z?2a,z?z?2bi(z?a + bi)z?z?|z|2?|z|2
z1?z2?z1?z2 z1?z2?z1?z2
?z1??z2??z1??(z2?0)zn?(z)n ?z2?
注:兩個共軛復數之差是純虛數. (×)[之差可能為零,此時兩個復數是相等的] n?z?z?z?z...z(n?N) 4 ⑴①復數的乘方:?????
n
②對任何z,z1,z2?C及m,n?N?有
③nzm?zn?zm?n,(zm)n?zm?n,(z1?z2)n?zn1?z2
注:①以上結論不能拓展到分數指數冪的形式,否則會得到荒謬的結果,如i2??1,i4?1若由i?21142(i)?12?1就會得到?1?1的錯誤結論.
②在實數集成立的|x|?x2. 當x為虛數時,|x|?x2,所以復數集內解方程不能采用兩邊平方法.
⑵常用的結論:
i2??1,i4n?1?i,i4n?2??1,i4n?3??i,i4n?1
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in?in?1?in?2?in?3?0,(n?Z)
(1?i)2??2i,
若1?i1?i?i,??i 1?i1?i1
1?是的2立n方n?1虛n?2數根,即????,1?????0,??????0(n?Z)則 ? .
5. ⑴復數z是實數及純虛數的充要條件:
①z?R?z?z.
②若z?0,z是純虛數?z?z?0.
⑵模相等且方向相同的向量,不管它的起點在哪里,都認為是相等的,而相等的向量表示同一復數. 特例:零向量的方向是任意的,其模為零. ?3?1,?2?,??12i2,
注:|z|?|z|.
6. ⑴復數的三角形式:z?r(cos??isin?).
輻角主值:?適合于0≤?<2?的值,記作argz.
注:①z為零時,argz可取[0,2?)內任意值.
②輻角是多值的,都相差2?的整數倍.
③設a?R?,則arga?0,arg(?a)??,argai?
⑵復數的代數形式與三角形式的互化:
a?bi?r(cos??isin?),r?a2?b2,cos???3,arg(?ai)??. 22ab,sin??. rr
⑶幾類三角式的標準形式:
r(cos??isin?)?r[cos(??)?isin(??)]
?r(cos??isin?)?r[cos(???)?isin(???)]
r(?cos??isin?)?r[cos(???)?isin(???)]
r(sin??icos?)?r??)?i??)] 22
7. 復數集中解一元二次方程:
在復數集內解關于x的一元二次方程ax2?bx?c?0(a?0)時,應注意下述問題:
①當a,b,c?R時,若?>0,則有二不等實數根x1,2?
x1,2???b??;若?=0,則有二相等實數根2a???b??|ib;若?<0,則有二相等復數根x1,2?(x1,2為共軛復數). 2a2a
②當a,b,c不全為實數時,不能用?方程根的情況.
③不論a,b,c為何復數,都可用求根公式求根,并且韋達定理也成立.
8. 復數的三角形式運算:
教學目標
(1)把握復數加法與減法運算法則,能熟練地進行加、減法運算;
(2)理解并把握復數加法與減法的幾何意義,會用平行四邊形法則和三角形法則解決一些簡單的問題;
(3)能初步運用復平面兩點間的距離公式解決有關問題;
(4)通過學習平行四邊形法則和三角形法,培養學生的數形結合的數學思想;
(5)通過本節內容的學習,培養學生良好思維品質(思維的嚴謹性,深刻性,靈活性等).
教學建議
一、知識結構
二、重點、難點分析
本節的重點是復數加法法則。難點是復數加減法的幾何意義。復數加法法則是教材首先規定的法則,它是復數加減法運算的基礎,對于這個規定的合理性,在教學過程中要加以重視。復數加減法的幾何意義的難點在于復數加減法轉化為向量加減法,以它為根據來解決某些平面圖形的問題,學生對這一點不輕易接受。
三、教學建議
(1)在復數的加法與減法中,重點是加法.教材首先規定了復數的加法法則.對于這個規定,應通過下面幾個方面,使學生逐步理解這個規定的合理性:①當 時,與實數加法法則一致;②驗證實數加法運算律在復數集中仍然成立;③符合向量加法的平行四邊形法則.
(2)復數加法的向量運算講解設 ,畫出向量 , 后,提問向量加法的平行四邊形法則,并讓學生自己畫出和向量(即合向量) ,畫出向量 后,問與它對應的復數是什么,即求點Z的坐標OR與RZ(證法如教材所示).
(3)向學生介紹復數加法的三角形法則.講過復數加法可按向量加法的平行四邊形法則來進行后,可以指出向量加法還可按三角形法則來進行:如教材中圖8-5(2)所示,求 與 的和,可以看作是求 與 的和.這時先畫出第一個向量 ,再以 的終點為起點畫出第二個向量 ,那么,由第一個向量起點O指向第二個向量終點Z的向量 ,就是這兩個向量的和向量.
(4)向學生指出復數加法的三角形法則的好處.向學生介紹一下向量加法的三角形法則是有好處的:例如講到當 與 在同一直線上時,求它們的和,用三角形法則來解釋,可能比“畫一個壓扁的平行四邊形”來解釋輕易理解一些;講復數減法的幾何意義時,用三角形法則也較平行四邊形法則更為方便.
(5)講解了教材例2后,應強調 (注重:這里 是起點, 是終點)就是同復數 - 對應的向量.點 , 之間的距離 就是向量 的模,也就是復數 - 的模,即 .
例如,起點對應復數-1、終點對應復數 的那個向量(如圖),可用 來表示.因而點 與 ( )點間的距離就是復數 的模,它等于 。
教學設計示例
復數的減法及其幾何意義
教學目標
1.理解并把握復數減法法則和它的幾何意義.
2.滲透轉化,數形結合等數學思想和方法,提高分析、解決問題能力.
3.培養學生良好思維品質(思維的嚴謹性,深刻性,靈活性等).
教學重點和難點
重點:復數減法法則.
難點:對復數減法幾何意義理解和應用.
教學過程設計
(一)引入新課
上節課我們學習了復數加法法則及其幾何意義,今天我們研究的課題是復數減法及其幾何意義.(板書課題:復數減法及其幾何意義)
(二)復數減法
復數減法是加法逆運算,那么復數減法法則為( i)( i)=( ) ( )i,
1.復數減法法則
(1)規定:復數減法是加法逆運算;
(2)法則:( i)( i)=( ) ( )i( , , , ∈R).
把( i)( i)看成( i) (1)( i)如何推導這個法則.
( i)( i)=( i) (1)( i)=( i) ( i)=( ) ( )i.
推導的想法和依據把減法運算轉化為加法運算.
推導:設( i)( i)= i( , ∈R).即復數 i為復數 i減去復數 i的差.由規定,得( i) ( i)= i,依據加法法則,得( ) ( )i= i,依據復數相等定義,得
故( i)( i)=( ) ( )i.這樣推導每一步都有合理依據.
我們得到了復數減法法則,兩個復數的差仍是復數.是確定的復數.
復數的加(減)法與多項式加(減)法是類似的.就是把復數的實部與實部,虛部與虛部分別相加(減),即( i)±( i)=( ± ) ( ± )i.
(三)復數減法幾何意義
我們有了做復數減法的依據——復數減法法則,那么復數減法的幾何意義是什么?
設z= i( , ∈R),z1= i( , ∈R),對應向量分別為 , 如圖
由于復數減法是加法的逆運算,設z=( ) ( )i,所以zz1=z2,z2 z1=z,由復數加法幾何意義,以 為一條對角線, 1為一條邊畫平行四邊形,那么這個平行四邊形的另一邊 2所表示的向量OZ2就與復數zz1的差( ) ( )i對應,如圖.
在這個平行四邊形中與zz1差對應的向量是只有向量 2嗎?
還有 . 因為OZ2 Z1Z,所以向量 ,也與zz1差對應.向量 是以Z1為起點,Z為終點的向量.
能概括一下復數減法幾何意義是:兩個復數的差zz1與連接這兩個向量終點并指向被減數的向量對應.
(四)應用舉例
在直角坐標系中標Z1(2,5),連接OZ1,向量 1與多數z1對應,標點Z2(3,2),Z2關于x軸對稱點Z2(3,2),向量 2與復數對應,連接,向量與的差對應(如圖).
例2根據復數的幾何意義及向量表示,求復平面內兩點間的距離公式.
解:設復平面內的任意兩點Z1,Z2分別表示復數z1,z2,那么Z1Z2就是復數對應的向量,點之間的距離就是向量的模,即復數z2z1的模.假如用d表示點Z1,Z2之間的距離,那么d=|z2z1|.
例3 在復平面內,滿足下列復數形式方程的動點Z的軌跡是什么.
(1)|z1i|=|z 2 i|;
方程左式可以看成|z(1 i)|,是復數Z與復數1 i差的模.
幾何意義是是動點Z與定點(1,1)間的距離.方程右式也可以寫成|z(2i)|,是復數z與復數2i差的模,也就是動點Z與定點(2,1)間距離.這個方程表示的是到兩點( 1,1),(2,1)距離相等的點的軌跡方程,這個動點軌跡是以點( 1,1),(2,1)為端點的線段的垂直平分線.
(2)|z i| |zi|=4;
方程可以看成|z(i)| |zi|=4,表示的是到兩個定點(0,1)和(0,1)距離和等于4的動點軌跡.滿足方程的動點軌跡是橢圓.
(3)|z 2||z2|=1.
這個方程可以寫成|z(2)||z2|=1,所以表示到兩個定點(2,0),(2,0)距離差等于1的點的軌跡,這個軌跡是雙曲線.是雙曲線右支.
由z1z2幾何意義,將z1z2取模得到復平面內兩點間距離公式d=|z1z2|,由此得到線段垂直平分線,橢圓、雙曲線等復數方程.使有些曲線方程形式變得更為簡捷.且反映曲線的本質特征.
例4 設動點Z與復數z= i對應,定點P與復數p= i對應.求
(1)復平面內圓的方程;
解:設定點P為圓心,r為半徑,如圖
由圓的定義,得復平面內圓的方程|zp|=r.
(2)復平面內滿足不等式|zp|解:復平面內滿足不等式|zp|(五)小結
我們通過推導得到復數減法法則,并進一步得到了復數減法幾何意義,應用復數減法幾何意義和復平面內兩點間距離公式,可以用復數研究解析幾何問題,不等式以及最值問題.
(六)布置作業P193習題二十七:2,3,8,9.
探究活動
復數等式的幾何意義
復數等式 在復平面上表示以 為圓心,以1為半徑的圓。請再舉三個復數等式并說明它們在復平面上的幾何意義。
分析與解
1. 復數等式 在復平面上表示線段 的中垂線。
2. 復數等式 在復平面上表示一個橢圓。
3. 復數等式 在復平面上表示一條線段。
4. 復數等式 在復平面上表示雙曲線的一支。
5. 復數等式 在復平面上表示原點為O、 構成一個矩形。
說明復數與復平面上的點有一一對應的關系,假如我們對復數的代數形式工(幾何意義)之間的關系比較熟悉的話,必然會強化對復數知識的把握。
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