第一篇:【趣味數(shù)學(xué)】高中數(shù)學(xué) 第11課時(shí) 立體幾何趣題 球在平面上的投影教學(xué)案 新人教版必修1
第11課時(shí) 立體幾何趣題—— 球在平面上的投影 教學(xué)要求:明白球在不同光照下的投影 教學(xué)過(guò)程: 放在水平面上的球與水平面切于點(diǎn)A,一束光線投射到球上,那么球的影子的輪廓是什么曲線?切點(diǎn)A與輪廓曲線的關(guān)系又是什么?
一、平行光線下球的投影 放在水平面上的半徑為R的球與水平面切于點(diǎn)止,與水平面所成角為()的太陽(yáng)光投射到球上,則球在水平面上的投影是以A為 一個(gè)焦點(diǎn)的橢圓. 分析:顯然,當(dāng)太陽(yáng)光垂直于水平面,即時(shí),球在00水平面上的投影是以為A圓心,R為半徑的圓;當(dāng)時(shí),球在水平面上的投影是以A為一個(gè)焦點(diǎn)的橢圓,如圖1. 如圖l所示,與球面相切的光線構(gòu)成一個(gè)圓柱面,與球切于圓O,則光線在水平面上的l投影,可以看成圓柱面與水平面的交線,設(shè)與水平面平行且與球相切的平面與球相切1ll’’于點(diǎn)D,與圓柱面的交線為;P為上的任意一點(diǎn),經(jīng)過(guò)點(diǎn)P的光線為PP,(P,為光線21’PP與平面的交點(diǎn)),且與球相切于點(diǎn)C,過(guò)點(diǎn)D作與光線平行的直線交水平面于點(diǎn)B,連2R’’, ’ =結(jié)PB,易知,PB=P'D=PC,PA=PC,即知PA+PB=PP又PP為一定值,則知點(diǎn)P在以 sin2R A,B為焦點(diǎn),長(zhǎng)軸長(zhǎng)為的橢圓上,二、點(diǎn)光源下的球的投影 放在水平面上的半徑為R的球與水平面切于點(diǎn)A,與水平面距離為h的點(diǎn)光源S(S在球面外)投射到球上,則球在水平面上的投影是以A為一個(gè)焦點(diǎn)的圓錐曲線或以A為圓心的圓,且其形狀與大小與光源到水平面的距離h及SA與水平面所成角有關(guān). 1.當(dāng)過(guò)點(diǎn)S,球心O的直線與水平面垂時(shí),此時(shí)必有h>2R.球在水平面上的投影是以球與 水平面的切點(diǎn)為圓心的圓(圖略),2.當(dāng)過(guò)點(diǎn)S、球心O的直線與水平面不垂直時(shí).
①若h>2R,則球在水平面上的投影是以A為一個(gè)焦點(diǎn)的橢圓,如圖2. 1
OOO如圖2所示,與球相切的光線構(gòu)成一個(gè)圓錐面.設(shè)切點(diǎn)的集合為圓;球與圓13O錐面及水平面都相切,與圓錐面的切點(diǎn)的集合為圓,與水平面的切點(diǎn)為B;P為球在水平2O面的投影線上的任意一點(diǎn),過(guò)P的光線與球O、的切點(diǎn)分別為D,C,則有PC=PB、PD=PA,1易知CD為兩圓錐母線之差(為一定值).即PA+PB=CD(定值),所以,球在水平面上的投影是以A、B為焦點(diǎn)的橢圓.②若h=2R,則球在水平面上的投影是以A為焦點(diǎn)的拋物線,如圖3. 如圖3所示,與球O相切的光線構(gòu)成一個(gè)圓錐面.設(shè)切點(diǎn)的集合為圓Ol; 過(guò)S、O,A的平面與水平面交于AG;圓Ol所在的平面與水平面的交線為L(zhǎng);P為球在水平面的投影線上的任意一點(diǎn),過(guò)P與平行的平面與圓圓O錐面交于所以,球在水平面上的2投影是以A為焦點(diǎn),L為準(zhǔn)線的拋物線.
3若h<2R,則球在水平面上的投影是○以A為一個(gè)焦點(diǎn)的雙曲線的一支,如圖4. 如圖4所示,與球O相切的光線構(gòu)成一個(gè)圓 錐面.設(shè)切點(diǎn)的集合為圓02;球Ol與圓錐面及
水平面都相切,與圓錐面的切點(diǎn)的集合為圓03,與水平面的切點(diǎn)為月;戶(hù)為球在水平面的投影線上的任意一點(diǎn),過(guò)戶(hù)的光線與球O、Ol的切點(diǎn)分 別為G、打,則有PH二PB、PG二PA,且易知GH為兩圓錐母線之和(為一定值).即PB-PA=CH(定值),所以,球在水平面上的投影是以A,B為焦點(diǎn)的雙曲線的一支.
三、小結(jié):當(dāng)平行光線與水平面垂直時(shí),球 在光線的投射下的輪廓線是一個(gè)圓,且球與水平面的切點(diǎn)為這個(gè)圓的圓心,當(dāng)平行光線與水平面不垂直時(shí),球在光線下的投影是以球與 2 水平面的切點(diǎn)為一個(gè)焦點(diǎn)的橢圓.
當(dāng)點(diǎn)光源S與球心的連線與水平面垂直時(shí),球在光線下的投影是以球與水平面的切點(diǎn)為圓心的圓,當(dāng)點(diǎn)光源與球心的連線與水平面不垂直時(shí),球在光線下的投影是以球與水平面的切點(diǎn)為一個(gè)焦點(diǎn)的圓錐曲線. 3
第二篇:【趣味數(shù)學(xué)】高中數(shù)學(xué) 第11課時(shí) 立體幾何趣題 球在平面上的投影教學(xué)案 新人教版必修1
第11課時(shí) 立體幾何趣題——
球在平面上的投影
教學(xué)要求:明白球在不同光照下的投影 教學(xué)過(guò)程:
放在水平面上的球與水平面切于點(diǎn)A,一束光線投射到球上,那么球的影子的輪廓是什么曲線?切點(diǎn)A與輪廓曲線的關(guān)系又是什么?
一、平行光線下球的投影
放在水平面上的半徑為R的球與水平面切于點(diǎn)止,與水平面所成角為?(??90)的太陽(yáng)光投射到球上,則球在水平面上的?投影是以A為 一個(gè)焦點(diǎn)的橢圓.
分析:顯然,當(dāng)太陽(yáng)光垂直于水平面,即??90時(shí),球在水平面上的投影是以為A圓心,R為半徑的圓;當(dāng)0???90時(shí),球在水平面上的投影是以A為一個(gè)焦點(diǎn)的橢圓,如圖1.
如圖l所示,與球面相切的光線構(gòu)成一個(gè)圓柱面,與球切于圓O,則光線在水平面上的投影,可以看成圓柱面與水平面的交線l1,設(shè)與水平面平行且與球相切的平面?與球相切于點(diǎn)D,與圓柱面的交線為l2;P為l1上的任意一點(diǎn),經(jīng)過(guò)點(diǎn)P的光線為PP,(P,為光線
’
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?00PP與平面?的交點(diǎn)),且與球相切于點(diǎn)C,過(guò)點(diǎn)D作與光線平行的直線交水平面于點(diǎn)B,連’結(jié)PB,易知,PB=P'D=PC,PA=PC,即知PA+PB=PP’’,又PP
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2Rsin?為一定值,則知點(diǎn)P在以2RA,B為焦點(diǎn),長(zhǎng)軸長(zhǎng)為sin?的橢圓上,二、點(diǎn)光源下的球的投影
放在水平面上的半徑為R的球與水平面切于點(diǎn)A,與水平面距離為h的點(diǎn)光源S(S在球面外)投射到球上,則球在水平面上的投影是以A為一個(gè)焦點(diǎn)的圓錐曲線或以A為圓心的圓,且其形狀與大小與光源到水平面的距離h及SA與水平面所成角有關(guān).
1.當(dāng)過(guò)點(diǎn)S,球心O的直線與水平面垂時(shí),此時(shí)必有h>2R.球在水平面上的投影是以球與水平面的切點(diǎn)為圓心的圓(圖略),2.當(dāng)過(guò)點(diǎn)S、球心O的直線與水平面不垂直時(shí).
①若h>2R,則球在水平面上的投影是以A為一個(gè)焦點(diǎn)的橢圓,如圖2.
如圖2所示,與球O相切的光線構(gòu)成一個(gè)圓錐面.設(shè)切點(diǎn)的集合為圓O3;球O1與圓錐面及水平面都相切,與圓錐面的切點(diǎn)的集合為圓O2,與水平面的切點(diǎn)為B;P為球在水平面的投影線上的任意一點(diǎn),過(guò)P的光線與球O、O1的切點(diǎn)分別為D,C,則有PC=PB、PD=PA,易知CD為兩圓錐母線之差(為一定值).即PA+PB=CD(定值),所以,球在水平面上的投影是
以A、B為焦點(diǎn)的橢圓.②若h=2R,則球在水平面上的投影是以A為焦點(diǎn)的拋物線,如圖3.
如圖3所示,與球O相切的光線構(gòu)成一個(gè)圓錐面.設(shè)切點(diǎn)的集合為圓Ol;
過(guò)S、O,A的平面與水平面交于AG;圓Ol所在的平面?與水平面的交
線為L(zhǎng);P為球在水平面的投影線上的任意一點(diǎn),過(guò)P與?平行的平面與圓錐面交于圓O2所以,球在水平面上的投影是以A為焦點(diǎn),L為準(zhǔn)線的拋物線.
3若h<2R,則球在水平面上的投影是○以A為一個(gè)焦點(diǎn)的雙曲線的一支,如圖4.
如圖4所示,與球O相切的光線構(gòu)成一個(gè)圓 錐面.設(shè)切點(diǎn)的集合為圓02;球Ol與圓錐面及
水平面都相切,與圓錐面的切點(diǎn)的集合為圓03,與水平面的切點(diǎn)為月;戶(hù)為球在水平面的投影線上的任意一點(diǎn),過(guò)戶(hù)的光線與球O、Ol的切點(diǎn)分 別為G、打,則有PH二PB、PG二PA,且易知GH為兩圓錐母線之和(為一定值).即PB-PA=CH(定值),所以,球在水平面上的投影是以A,B為焦點(diǎn)的雙曲線的一支.
三、小結(jié):當(dāng)平行光線與水平面垂直時(shí),球 在光線的投射下的輪廓線是一個(gè)圓,且球與水平面的切點(diǎn)為這個(gè)圓的圓心,當(dāng)平行光線與水平面不垂直時(shí),球在光線下的投影是以球與 2
水平面的切點(diǎn)為一個(gè)焦點(diǎn)的橢圓.
當(dāng)點(diǎn)光源S與球心的連線與水平面垂直時(shí),球在光線下的投影是以球與水平面的切點(diǎn)為圓心的圓,當(dāng)點(diǎn)光源與球心的連線與水平面不垂直時(shí),球在光線下的投影是以球與水平面的切點(diǎn)為一個(gè)焦點(diǎn)的圓錐曲線.
第三篇:高中數(shù)學(xué)《指數(shù)函數(shù)》教案1 新人教A版必修1
3.1.2指數(shù)函數(shù)
(二)教學(xué)目標(biāo):鞏固指數(shù)函數(shù)的概念和性質(zhì) 教學(xué)重點(diǎn):指數(shù)函數(shù)的概念和性質(zhì) 教學(xué)過(guò)程:
本節(jié)課為習(xí)題課,可分以下幾個(gè)方面加以練習(xí): 備選題如下:
1、關(guān)于定義域
x(1)求函數(shù)f(x)=??1??1的定義域
?9??(2)求函數(shù)y=1x的定義域
51?x?1(3)函數(shù)f(x)=3-x-1的定義域、值域是……()
A.定義域是R,值域是R
B.定義域是R,值域是(0,+∞) C.定義域是R,值域是(-1,+∞) D.以上都不對(duì)(4)函數(shù)y=1x的定義域是______ 5x?1?1(5)求函數(shù)y=ax?1的定義域(其中a>0且a≠1)
2、關(guān)于值域
(1)當(dāng)x∈[-2,0]時(shí),函數(shù)y=3x+1-2的值域是______(2)求函數(shù)y=4x+2x+1+1的值域.(3)已知函數(shù)y=4x-3·2x+3的值域?yàn)椋?,43],試確定x的取值范圍.(4).函數(shù)y=3x3x?1的值域是() A.(0,+∞)
B.(-∞,1) C.(0,1)
D.(1,+∞)
(5)函數(shù)y=0.25x2?2x?12的值域是______,單調(diào)遞增區(qū)間是______.3、關(guān)于圖像
用心 愛(ài)心 專(zhuān)心 1
(1)要得到函數(shù)y=8·2-x的圖象,只需將函數(shù)y=(12)x的圖象()
A.向右平移3個(gè)單位
B.向左平移3個(gè)單位 C.向右平移8個(gè)單位
D.向左平移8個(gè)單位
(2)函數(shù)y=|2x-2|的圖象是()
(3)當(dāng)a≠0時(shí),函數(shù)y=ax+b和y=bax的圖象只可能是()
(4)當(dāng)0 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 (5)若函數(shù)y=a2x+b+1(a>0且a≠1,b為實(shí)數(shù))的圖象恒過(guò)定點(diǎn)(1,2),則b=______.(6)已知函數(shù)y=(12)|x+2|. ①畫(huà)出函數(shù)的圖象; ②由圖象指出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間并利用定義證明.(7)設(shè)a、b均為大于零且不等于1的常數(shù),下列命題不是真命題的是() 用心 愛(ài)心 專(zhuān)心 A.y=a的圖象與y=a的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng) B.若y=a的圖象和y=b的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng),則ab=1 C.若a2x-xxx>a22-1,則a>1 ,則a>b D.若a?>b? 24、關(guān)于單調(diào)性 (1)若-1 A.5-x<5x<0.5x C.5<5<0.5x-xx B.5x<0.5x<5-x D.0.5<5<5 x-xx(2)下列各不等式中正確的是() A.()3?()3?()3 252C.()3?()3?()3 52212121211 B.()3?()3?()3 225 D.()3?()3?()3 *** 1211(x+1)(3-x)(3).函數(shù)y=(2-1)的單調(diào)遞增區(qū)間是() A.(1,+∞)C.(1,3) B.(-∞,1) D.(-1,1) (4).函數(shù)y=()2x?x?x?2為增函數(shù)的區(qū)間是() (5)函數(shù)f(x)=a-3a+2(a>0且a≠1)的最值為_(kāi)_____.(6)已知y=(數(shù).(7)比較52x?12x12)?x?x?22+1,求其單調(diào)區(qū)間并說(shuō)明在每一單調(diào)區(qū)間上是增函數(shù)還是減函與5x?22的大小 5、關(guān)于奇偶性 (1)已知函數(shù)f(x)= m?2?1x2x為奇函數(shù),則m的值等于_____ ?1?1?(1)如果???8?2? x2x=4,則x=____ 用心 愛(ài)心 專(zhuān)心 3 6階段檢測(cè)題: 可以作為課后作業(yè): 1.如果函數(shù)y=ax(a>0,a≠1)的圖象與函數(shù)y=bx(b>0,b≠1)的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng),則有 A.a>b B.a 3(3x-1)(2x+1) ≥1},則集合M、N的關(guān)系是 B.M?N D.MN 3.下列說(shuō)法中,正確的是 ①任取x∈R都有3x>2x ②當(dāng)a>1時(shí),任取x∈R都有ax>a-x ③y=(3)-x是增函數(shù) ④y=2|x|的最小值為1 ⑤在同一坐標(biāo)系中,y=2x與y=2-x的圖象對(duì)稱(chēng)于y軸 A.①②④ C.②③④ B.④⑤ D.①⑤ 4.下列函數(shù)中,值域是(0,+∞)的共有 ①y=3?1 ②y=(A.1個(gè) x1)③y=1?()④y=3x B.2個(gè) x11xC.3個(gè) D.4個(gè) 5.已知函數(shù)f(x)=a1-x(a>0,a≠1),當(dāng)x>1時(shí)恒有f(x)<1,則f(x)在R上是 A.增函數(shù) B.減函數(shù) C.非單調(diào)函數(shù) D.以上答案均不對(duì) 二、填空題(每小題2分,共10分)6.在同一坐標(biāo)系下,函數(shù)y=ax,y=bx,y=cx,y=dx的圖象如下圖,則a、b、c、d、1之間從小到大的順序是__________.用心 愛(ài)心 專(zhuān)心 4 7.函數(shù)y=ax?1的定義域是(-∞,0],則a的取值范圍是__________.8.函數(shù)y=2x+k-1(a>0,a≠1)的圖象不經(jīng)過(guò)第四象限的充要條件是__________.9.若點(diǎn)(2,14)既在函數(shù)y=2ax+b的圖象上,又在它的反函數(shù)的圖象上,a=________,b=________.10.已知集合M={x|2x2+x≤(14) x- 2,x∈R},則函數(shù)y=2x的值域是__________.三、解答題(共30分)11.(9分)設(shè)A=am+a-m,B=an+a-n(m>n>0,a>0且a≠1),判斷A,B的大小.12.(10分)已知函數(shù)f(x)=a- 22x?1(a∈R),求證:對(duì)任何a∈R,f(x)為增函數(shù).x?1213.(11分)設(shè)0≤x≤2,求函數(shù)y=42?a?2x?a2?1的最大值和最小值.課堂練習(xí):(略)小結(jié): 課后作業(yè):(略) 用心 愛(ài)心 專(zhuān)心 則 數(shù)學(xué)歸納法的典型例題分析 例1 用數(shù)學(xué)歸納法證明等式 時(shí)所有自然數(shù) 都成立。 證明(1)當(dāng) (2)假設(shè)當(dāng) 時(shí),左式,右式 時(shí)等式成立,等式成立。 即 則 則 時(shí),等式也成立。 均成立。 時(shí)等式成立時(shí),注意分析 與的兩 由(1)(2)可知,等式對(duì) 評(píng)述 在利用歸納假設(shè)論證 個(gè)等式的差別。 變到 時(shí),等式左邊增加兩項(xiàng),右邊增加一項(xiàng),而且右式的首項(xiàng)由 應(yīng)與 合并,才能得到所證式。因而,因此在證明中,右式中的在論證之前,把 時(shí)等式的左右兩邊的結(jié)構(gòu)先作一分析是有效的。 用心愛(ài)心專(zhuān)心 1 由例1可以看出,在數(shù)學(xué)歸納法證明過(guò)程中,要把握好兩個(gè)關(guān)鍵之外:一是 系;二是 與的關(guān)系。 與 的關(guān) 例2 用數(shù)學(xué)歸納法證明 對(duì)任意自然數(shù),證明(?。┊?dāng) 時(shí),能被17整除,命題成立。 (ⅱ)設(shè) 則 時(shí),由歸納假設(shè),能被17整除,也能被17整除,所以 都能被17整除。 用 表示。上例中的能被17整除。 時(shí),能被17整除。 都能被17整除。 由(ⅰ)(ⅱ)可知,對(duì)任意 評(píng)述 用數(shù)學(xué)歸納法證明整除問(wèn)題,常常把 還可寫(xiě)成,易知它能被17整除。例3 用數(shù)學(xué)歸納法證明 … 用心愛(ài)心專(zhuān)心 2 證明(?。┊?dāng) 時(shí),左式 右式 ∵ ∴ 即 時(shí),原不等式成立。 (ⅱ)假設(shè) ()時(shí),不等式成立,即 則 時(shí),左邊 右邊 要證左邊 右邊 只要證 只要證 只要證 而上式顯然成立,所以原不等式成立。即 時(shí),左式 右式 由(?。áⅲ┛芍?,原不等式對(duì)大于1的自然數(shù)均成立。用心愛(ài)心專(zhuān)心 3 評(píng)述 用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式時(shí),應(yīng)分析 與的兩個(gè)不等式,找出證明的關(guān)鍵點(diǎn)(一般要利用不等式的傳遞性),然后再綜合運(yùn)用不等式的方法。如上題,關(guān)鍵是證明不等式 。除了分析法,還可以用比較法和放縮法來(lái)解決。 例4 在數(shù)列 中,若它的前 項(xiàng)和 () 1)計(jì)算,,; 2)猜想的表達(dá)式,并用數(shù)學(xué)歸納法證明你的結(jié)論。 解(1)由題意,即 ∴ 即 ∴ 即 ∴ ∴ (2)猜想 證明 ?。?/p> 時(shí),命題成立。 ⅱ)假設(shè) 時(shí),命題成立,即 當(dāng) 時(shí),∴ 用心愛(ài)心專(zhuān)心 4 又 因而 解得 即 時(shí),命題也成立。 由ⅰ)ⅱ)可知,命題對(duì) 均成立。 用心愛(ài)心 專(zhuān)心5 第9課時(shí) 不等式性質(zhì)應(yīng)用趣題― 均值不等式的應(yīng)用 教學(xué)要求:了解均值不等式在日常生活中的應(yīng)用 教學(xué)過(guò)程: 一、情境引入; 日常生活中常用的不等式有:一元一次不等式、一元二次不等式和平均值不等式。前兩類(lèi)不等式的應(yīng)用與其對(duì)應(yīng)函數(shù)及方程的應(yīng)用如出一轍,而平均值不等式在生產(chǎn)生活中起到了不容忽視的作用。下面,我主要談一下均值不等式和均值定理的應(yīng)用。 在生產(chǎn)和建設(shè)中,許多與最優(yōu)化設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題通??蓱?yīng)用平均值不等式來(lái)解決。平均值不等式知識(shí)在日常生活中的應(yīng)用,筆者雖未親身經(jīng)歷,但從電視、報(bào)紙等新聞媒體及我們所做的應(yīng)用題中不難發(fā)現(xiàn),均值不等式和極值定理通??捎腥缦聨追矫娴臉O其重要的應(yīng)用:(表后重點(diǎn)分析“包裝罐設(shè)計(jì)”問(wèn)題)實(shí)踐活動(dòng) 已知條件 最優(yōu)方案 解決辦法 設(shè)計(jì)花壇綠地 周長(zhǎng)或斜邊 面積最大 極值定理一 經(jīng)營(yíng)成本 各項(xiàng)費(fèi)用單價(jià)及銷(xiāo)售量 成本最低 函數(shù)、極值定理二 車(chē)船票價(jià)設(shè)計(jì) 航行里程、限載人數(shù)、票價(jià)最低 用極值定理二求出 速度、各項(xiàng)費(fèi)用及相應(yīng) 最低成本,再由此 比例關(guān)系 計(jì)算出最低票價(jià) (票價(jià)=最低票價(jià)+ +平均利潤(rùn))例 1、包裝罐設(shè)計(jì)問(wèn)題 1、“白貓”洗衣粉桶 “白貓”洗衣粉桶的形狀是等邊圓柱(如右圖所示),若容積一定且底面與側(cè)面厚度一樣,問(wèn)高與底面半徑是 什么關(guān)系時(shí)用料最?。幢砻娣e最?。?? 分析:容積一定=>лr h=V(定值) =>S=2лr +2лrh=2л(r +rh)= 2л(r +rh/2+rh/2)≥2л3(r h)/4 =3 2лV(當(dāng)且僅當(dāng)r =rh/2=>h=2r時(shí)取等號(hào)), ∴應(yīng)設(shè)計(jì)為h=d的等邊圓柱體.例 2、“易拉罐”問(wèn)題 圓柱體上下第半徑為R,高為h,若體積為定值V,且上下底 厚度為側(cè)面厚度的二倍,問(wèn)高與底面半徑是什么關(guān)系時(shí)用料最 ?。幢砻娣e最小)? 分析:應(yīng)用均值定理,同理可得h=2d(計(jì)算過(guò)程請(qǐng)讀者自己 寫(xiě)出,本文從略)∴應(yīng)設(shè)計(jì)為h=2d的圓柱體.第四篇:高中數(shù)學(xué)《數(shù)學(xué)歸納法》學(xué)案1 新人教A版選修2-2
第五篇:【趣味數(shù)學(xué)】高中數(shù)學(xué) 第9課時(shí) 不等式性質(zhì)應(yīng)用趣題-均值不等式的應(yīng)用教學(xué)案 新人教版必修1[范文]