第一篇:高中數(shù)學(xué)競(jìng)賽教材講義 第七章 解三角形
第七章解三角形
一、基礎(chǔ)知識(shí)
在本章中約定用A,B,C分別表示△ABC的三個(gè)內(nèi)角,a, b, c分別表示它們所對(duì)的各邊長(zhǎng),p?a?b?c為半周長(zhǎng)。
2abc??1.正弦定理:=2R(R為△ABC外接圓半徑)。sinAsinBsinC
111推論1:△ABC的面積為S△ABC=absinC?bcsinA?casinB.222
推論2:在△ABC中,有bcosC+ccosB=a.推論3:在△ABC中,A+B=?,解a滿足ab,則a=A.?sinasin(??a)
1absinC;再證推論2,因?yàn)锽+C=?-A,所2正弦定理可以在外接圓中由定義證明得到,這里不再給出,下證推論。先證推論1,由正弦函數(shù)定義,BC邊上的高為bsinC,所以S△ABC=
以sin(B+C)=sinA,即sinBcosC+cosBsinC=sinA,兩邊同乘以2R得bcosC+ccosB=a;再證推
absinasin(??a)??,所以,即sinasin(?-A)=sin(?-a)sinA,sinAsinBsinAsin(??A)
11等價(jià)于?[cos(?-A+a)-cos(?-A-a)]= ?[cos(?-a+A)-cos(?-a-A)],等價(jià)于22
cos(?-A+a)=cos(?-a+A),因?yàn)?-A+a,?-a+A.所以只有?-A+a=?-a+A,所以a=A,論3,由正弦定理得證。
b2?c2?a2
2.余弦定理:a=b+c-2bccosA?cosA?,下面用余弦定理證明幾個(gè)常2bc222用的結(jié)論。
(1)斯特瓦特定理:在△ABC中,D是BC邊上任意一點(diǎn),BD=p,DC=q,則b2p?c2qAD=?pq.(1)p?q2【證明】因?yàn)閏=AB=AD+BD-2AD·BDcos?ADB,222所以c=AD+p-2AD·pcos?ADB.①
222同理b=AD+q-2AD·qcos?ADC,②
因?yàn)?ADB+?ADC=?,所以cos?ADB+cos?ADC=0,所以q×①+p×②得 2222
b2p?c2qqc+pb=(p+q)AD+pq(p+q),即AD=?pq.p?q22222b2?2c2?a2
注:在(1)式中,若p=q,則為中線長(zhǎng)公式AD?.2
1222122122?22(2)海倫公式:因?yàn)镾?ABC?bcsinA=bc(1-cosA)= bc 44
4?(b2?c2?a2)2?122 22?[(b+c)-a][a-(b-c)]=p(p-a)(p-b)(p-c).?1??22164bc??
這里p?a?b?c.2
用心 愛(ài)心 專心-1-
所以S△ABC=
p(p?a)(p?b)(p?c).二、方法與例題
1.面積法。
例1(共線關(guān)系的張角公式)如圖所示,從O點(diǎn)發(fā)出的三條射線滿足?POQ??,?QOR??,另外OP,OQ,OR的長(zhǎng)分別為u, w, v,這里α,β,α+β∈(0, ?),則P,Q,R的共線的充要條件是
sin?sin?sin(???)
??.uvw
【證明】P,Q,R共線?SΔPQR?0?S?OPR?S?OPQ?S?ORQ ?
1uvsin(α+β)=uwsinα+vwsinβ 222sin(???)sin?sin????,得證。
wuv
2.正弦定理的應(yīng)用。
例2如圖所示,△ABC內(nèi)有一點(diǎn)P,使得?BPC-?BAC=?CPA-?CBA=?APB-?ACB。求證:AP·BC=BP·CA=CP·AB。
【證明】過(guò)點(diǎn)P作PD?BC,PE?AC,PF?AB,垂足分別為D,E,F(xiàn),則P,D,C,E;P,E,A,F(xiàn);P,D,B,F(xiàn)三組四點(diǎn)共圓,所以?EDF=?PDE+?PDF=?PCA+?PBA=?BPC-?BAC。
00
由題設(shè)及?BPC+?CPA+?APB=360可得?BAC+?CBA+?ACB=180。
所以?BPC-?BAC=?CPA-?CBA=?APB-?ACB=60。
00
所以?EDF=60,同理?DEF=60,所以△DEF是正三角形。所以DE=EF=DF,由正弦定理,CDsin?ACB=APsin?BAC=BPsin?ABC,兩邊同時(shí)乘以△ABC的外接圓直徑2R,得CP·BA=AP·BC=BP·AC,得證:
例3如圖所示,△ABC的各邊分別與兩圓⊙O1,⊙O2相切,直線GF與DE交于P,求證:PA?BC。
【證明】延長(zhǎng)PA交GD于M,GMO1AAF
??.MDAO2AE
APAFPAAE
?,?由正弦定理,sin(???1)sin?sin(???2)sin?AEsin?1sin?
??.所以
AFsin?2sin?
GMPMMDPM
?,?另一方面,sin?sin?1sin?sin?2GMsin?2sin?
??所以,MDsin?1sin?GMAF
?所以,所以PA//O1G,MDAE即PA?BC,得證。
因?yàn)镺1G?BC,O2D?BC,所以只需證
3.一個(gè)常用的代換:在△ABC中,記點(diǎn)A,B,C到內(nèi)切圓的切線長(zhǎng)分別為x, y, z,則a=y+z, b=z+x, c=x+y.22
2例4在△ABC中,求證:a(b+c-a)+b(c+a-b)+c(a+b-c)≤3abc.【證明】令a=y+z, b=z+x, c=x+y,則 abc=(x+y)(y+z)(z+x)
?xy?yz?zx=8xyz=(b+c-a)(a+c-b)(a+b-c)
=a(b+c-a)+b(c+a-b)+c(a+b-c)-2abc.222
所以a(b+c-a)+b(c+a-b)+c(a+b-c)≤3abc.4.三角換元。
例5設(shè)a, b, c∈R,且abc+a+c=b,試求P?
+
222
3??的最大值。a2?1b2?1c2?1
【解】由題設(shè)b?
a?c,令a=tanα, c=tanγ, b=tanβ, 1?ac
101?10?2
則tanβ=tan(α+γ), P=2sinγsin(2α+γ)+3cosγ≤?3?sin????,33?3?
?11022
當(dāng)且僅當(dāng)α+β=,sinγ=,即a=時(shí),Pmax=.,b?2,c?
3322
41222
例6在△ABC中,若a+b+c=1,求證: a+b+c+4abc<.???22222
【證明】設(shè)a=sinαcosβ, b=cosαcosβ, c=sinβ, β??0,?.?2?
因?yàn)閍, b, c為三邊長(zhǎng),所以c<, c>|a-b|,???222
從而???0,?,所以sinβ>|cosα·cosβ|.?4?
因?yàn)?=(a+b+c)=a+b+c+2(ab+bc+ca),222
所以a+b+c+4abc=1-2(ab+bc+ca-2abc).又ab+bc+ca-2abc=c(a+b)+ab(1-2c)
22224
=sinβcosβ+sinαcosα·cosβ·cos2β
141=41>4
=
[1-cos2β+(1-cos2α)cosβcos2β] +
224
1424
cos2β(cosβ-cos2αcosβ-cos2β)411442
+cos2β(cosβ-sinβ-cosβ)=.44
1222
所以a+b+c+4abc<.三、基礎(chǔ)訓(xùn)練題
1.在△ABC中,邊AB為最長(zhǎng)邊,且sinAsinB=
2?
3,則cosAcosB的最大值為_(kāi)_________.42.在△ABC中,若AB=1,BC=2,則?C的取值范圍是__________.3.在△ABC中,a=4, b+c=5, tanC+tanB+?tanCtanB,則△ABC的面積為_(kāi)_________.4.在△ABC中,3sinA+4cosB=6, 3cosA+4sinB=1,則?C=__________.5.在△ABC中,“a>b”是“sinA>sinB”的__________條件.6.在△ABC中,sinA+cosA>0, tanA-sinA<0,則角A的取值范圍是__________.35,cosB=,則cosC=__________.513
AC
1?”的__________條件.8.在△ABC中,“三邊a, b, c成等差數(shù)列”是“tan?tan
223
7.在△ABC中,sinA=
9.在△ABC中,若sinC=2cosAsinB,則三角形形狀是__________.10.在△ABC中,tanA·tanB>1,則△ABC為_(kāi)_________角三角形.11.三角形有一個(gè)角是60,夾這個(gè)角的兩邊之比是8:5,內(nèi)切圓的面積是12?,求這個(gè)三角形的面積。
12.已知銳角△ABC的外心為D,過(guò)A,B,D三點(diǎn)作圓,分別與AC,BC相交于M,N兩點(diǎn)。求證:△MNC的外接圓半徑等于△ABD的外接圓半徑。
13.已知△ABC中,sinC=
四、高考水平訓(xùn)練題 1.在△ABC中,若tanA=
sinA?sinB,試判斷其形狀。
cosA?cosB
1, tanB=,且最長(zhǎng)邊長(zhǎng)為1,則最短邊長(zhǎng)為_(kāi)_________.2
32.已知n∈N+,則以3,5,n為三邊長(zhǎng)的鈍角三角形有________個(gè).+22
23.已知p, q∈R, p+q=1,比較大?。簆sinA+qsinB__________pqsinC.4.在△ABC中,若sin2A+sin2B+sin2C=4sinAsinBsinC,則△ABC 為_(kāi)_________角三角形.5.若A為△ABC 的內(nèi)角,比較大?。篶ot
A
?cotA__________3.8
6.若△ABC滿足acosA=bcosB,則△ABC的形狀為_(kāi)_________.7.滿足A=60,a=6, b=4的三角形有__________個(gè).8.設(shè)?為三角形最小內(nèi)角,且acos
?2?2?2?+sin-cos-asin=a+1,則a的取值范圍是2222
__________.9.A,B,C是一段筆直公路上的三點(diǎn),分別在塔D的西南方向,正西方向,西偏北30方向,且AB=BC=1km,求塔與公路AC段的最近距離。
10.求方程xy?1?yx?1?xy的實(shí)數(shù)解。11.求證:
17?sin200?.320
五、聯(lián)賽一試水平訓(xùn)練題
1.在△ABC中,b=ac,則sinB+cosB的取值范圍是____________.sinBcosA?2cosC
?,則△ABC 的形狀為_(kāi)___________.sinCcosA?2cosB
ABC
3.對(duì)任意的△ABC,T?cot?cot?cot-(cotA+cotB+cotC),則T的最大值為
22.在△ABC中,若____________.4.在△ABC中,sin
A
sinBsinC的最大值為_(kāi)___________.2
5.平面上有四個(gè)點(diǎn)A,B,C,D,其中A,B為定點(diǎn),|AB|=3,C,D為動(dòng)點(diǎn),且
|AD|=|DC|=|BC|=1。記S△ABD=S,S△BCD=T,則S+T的取值范圍是____________.6.在△ABC中,AC=BC,?ACB?80,O為△ABC的一點(diǎn),?OAB?10,?ABO=30,則?ACO=____________.00
7.在△ABC中,A≥B≥C≥小值為_(kāi)_________.?ABC,則乘積cossincos的最大值為_(kāi)___________,最
2226
C?AA?C
?cos=____________.22
8.在△ABC中,若c-a等于AC邊上的高h(yuǎn),則sin
9.如圖所示,M,N分別是△ABC外接圓的弧AB,AC中點(diǎn),P為BC上的動(dòng)點(diǎn),PM交AB
于Q,PN交AC于R,△ABC的內(nèi)心為I,求證:Q,I,R三點(diǎn)共線。
10.如圖所示,P,Q,R分別是△ABC的邊BC,CA,AB上一點(diǎn),且AQ+AR=BR+BP=CQ+CP。
求證:AB+BC+CA≤2(PQ+QR+RP)。
11.在△ABC外作三個(gè)等腰三角形△BFC,△ADC,△AEB,使BF=FC,CD=DA,AE=EB,?ADC=2?BAC,?AEB=2?ABC,?BFC=2?ACB,并且AF,BD,CE交于一點(diǎn),試判斷△ABC的形狀。
六、聯(lián)賽二試水平訓(xùn)練題
1.已知等腰△ABC,AB=AC,一半圓以BC的中點(diǎn)為圓心,且與兩腰AB和AC分別相切于點(diǎn)D和G,EF與半圓相切,交AB于點(diǎn)E,交AC于點(diǎn)F,過(guò)E作AB的垂線,過(guò)F作AC的垂線,兩垂線相交于P,作PQ?BC,Q為垂足。求證:PQ?
EF,此處?=?B。
2sin?
2.設(shè)四邊形ABCD的對(duì)角線交于點(diǎn)O,點(diǎn)M和N分別是AD和BC的中點(diǎn),點(diǎn)H1,H2(不重合)分別是△AOB與△COD的垂心,求證:H1H2?MN。
3.已知△ABC,其中BC上有一點(diǎn)M,且△ABM與△ACM的內(nèi)切圓大小相等,求證:
AM?P(P?a),此處P?
(a+b+c), a, b, c分別為△ABC對(duì)應(yīng)三邊之長(zhǎng)。
24.已知凸五邊形ABCDE,其中?ABC=?AED=90,?BAC=?EAD,BD與CE交于點(diǎn)O,求證:AO?BE。
5.已知等腰梯形ABCD,G是對(duì)角線BD與AC的交點(diǎn),過(guò)點(diǎn)G作EF與上、下底平行,點(diǎn)E
和F分別在AB和CD上,求證:?AFB=90的充要條件是AD+BC=CD。
6.AP,AQ,AR,AS是同一個(gè)圓中的四條弦,已知?PAQ=?QAR=?RAS,求證:AR(AP+AR)=AQ(AQ+AS)。
22222
7.已知一凸四邊形的邊長(zhǎng)依次為a, b, c, d,外接圓半徑為R,如果a+b+c+d=8R,試問(wèn)對(duì)此四邊形有何要求?
8.設(shè)四邊形ABCD內(nèi)接于圓,BA和CD延長(zhǎng)后交于點(diǎn)R,AD和BC延長(zhǎng)后交于點(diǎn)P,?A,?B,?C指的都是△ABC的內(nèi)角,求證:若AC與BD交于點(diǎn)Q,則
cosAcosCcosB
??.APCRBQ
9.設(shè)P是△ABC內(nèi)一點(diǎn),點(diǎn)P至BC,CA,AB的垂線分別為PD,PE,PF(D,E,F(xiàn)是垂足),求證:PA·PB·PC≥(PD+PE)·(PE+PF)·(PF+PD),并討論等號(hào)成立之條件。
第二篇:2013屆高中數(shù)學(xué)競(jìng)賽教案講義(7)解三角形
解三角形
一、基礎(chǔ)知識(shí)
在本章中約定用A,B,C分別表示△ABC的三個(gè)內(nèi)角,a, b, c分別表示它們所對(duì)的各邊長(zhǎng),p?a?b?c為半周長(zhǎng)。2abc??1.正弦定理:=2R(R為△ABC外接圓半徑)。sinAsinBsinC111推論1:△ABC的面積為S△ABC=absinC?bcsinA?casinB.222推論2:在△ABC中,有bcosC+ccosB=a.推論3:在△ABC中,A+B=?,解a滿足
ab,則a=A.?sinasin(??a)證推論3,由正弦定理
absiansi?n?(a)??,所以,即sinAsinBsiAnsi?n?(A)1[cos(?-A+a)-cos(?-A-a)]= 2sinasin(?-A)=sin(?-a)sinA,等價(jià)于?1[cos(?-a+A)-cos(?-a-A)],等價(jià)于cos(?-A+a)=cos(?-a+A),因?yàn)?-A+a,2?-a+A.所以只有?-A+a=?-a+A,所以a=A,得證。?b2?c2?a22.余弦定理:a=b+c-2bccosA?cosA?,2bc2
22下面用余弦定理證明幾個(gè)常用的結(jié)論。
(1)斯特瓦特定理:在△ABC中,D是BC邊上任意一點(diǎn),BD=p,DC=q,則b2p?c2qAD=?pq.(1)
p?q2【證明】 因?yàn)閏=AB=AD+BD-2AD·BDcos?ADB,222所以c=AD+p-2AD·pcos?ADB.①
222同理b=AD+q-2AD·qcos?ADC,② 因?yàn)?ADB+?ADC=?,所以cos?ADB+cos?ADC=0,所以q×①+p×②得 2
b2p?c2qqc+pb=(p+q)AD+pq(p+q),即AD=?pq.p?q222
2注:在(1)式中,若p=q,則為中線長(zhǎng)公式AD?(2)海倫公式:因?yàn)镾?ABC??22b2?2c2?a2.212221221222
bcsinA=bc(1-cosA)= bc 444
?(b2?c2?a2)2?122 22?[(b+c)-a][a-(b-c)]=p(p-a)(p-b)(p-c).?1??224bc??16這里p?a?b?c.2所以S△ABC=p(p?a)(p?b)(p?c).二、方法與例題
1.面積法。
例1(共線關(guān)系的張角公式)如圖所示,從O點(diǎn)發(fā)出的三條射線滿足?POQ??,?QOR??,另外OP,OQ,OR的長(zhǎng)分別為u, w, v,這里α,β,α+β∈(0, ?),則P,Q,R的共線的充要條件是
sin?sin?sin(???)u?v?w.2.正弦定理的應(yīng)用。
例2 △ABC內(nèi)有一點(diǎn)P,使得?BPC-?BAC=?CPA-?CBA=?APB-?ACB。求證:AP·BC=BP·CA=CP·AB。
例3 △ABC的各邊分別與兩圓⊙O1,⊙O2相切,直線GF與DE交于P,求證:PA?BC。
3.一個(gè)常用的代換:在△ABC中,記點(diǎn)A,B,C到內(nèi)切圓的切線長(zhǎng)分別為x, y, z,則a=y+z, b=z+x, c=x+y.222例4 在△ABC中,求證:a(b+c-a)+b(c+a-b)+c(a+b-c)≤3abc.4.三角換元。
+例5 設(shè)a, b, c∈R,且abc+a+c=b,試求P?223??的最大值。a2?1b2?1c2?1
3.已知△ABC,其中BC上有一點(diǎn)M,且△ABM與△ACM的內(nèi)切圓大小相等,求證:AM?P(P?a),此處P?1(a+b+c), a, b, c分別為△ABC對(duì)應(yīng)三邊之長(zhǎng)。204.已知凸五邊形ABCDE,其中?ABC=?AED=90,?BAC=?EAD,BD與CE交于點(diǎn)O,求證:AO?BE。
5.已知等腰梯形ABCD,G是對(duì)角線BD與AC的交點(diǎn),過(guò)點(diǎn)G作EF與上、下底平行,點(diǎn)E
0和F分別在AB和CD上,求證:?AFB=90的充要條件是AD+BC=CD。
6.AP,AQ,AR,AS是同一個(gè)圓中的四條弦,已知?PAQ=?QAR=?RAS,求證:AR(AP+AR)=AQ(AQ+AS)。
222227.已知一凸四邊形的邊長(zhǎng)依次為a, b, c, d,外接圓半徑為R,如果a+b+c+d=8R,試問(wèn)對(duì)此四邊形有何要求?
8.設(shè)四邊形ABCD內(nèi)接于圓,BA和CD延長(zhǎng)后交于點(diǎn)R,AD和BC延長(zhǎng)后交于點(diǎn)P,?A,?B,?C指的都是△ABC的內(nèi)角,求證:若AC與BD交于點(diǎn)Q,則
cosAcosCcosB??.APCRBQ9.設(shè)P是△ABC內(nèi)一點(diǎn),點(diǎn)P至BC,CA,AB的垂線分別為PD,PE,PF(D,E,F(xiàn)是垂足),求證:PA·PB·PC≥(PD+PE)·(PE+PF)·(PF+PD),并討論等號(hào)成立之條件。
第三篇:高中數(shù)學(xué)必修五解三角形教案
高中數(shù)學(xué)必修五解三角形教案
高中數(shù)學(xué)必修五解三角形教案篇一:高中數(shù)學(xué)必修5解三角形知識(shí)總結(jié)及練習(xí)
解三角形
一、知識(shí)點(diǎn):
1、正弦定理:在???C中,a、b、c分別為角?、?、C的對(duì)邊,R為???C的外接圓的半徑,則有abc???2R.(兩類正弦定理解三角形的問(wèn)題:
1、已知sin?sin?sinC 兩角和任意一邊,求其他的兩邊及一角.2、已知兩角和其中一邊的對(duì)角,求其他邊角.)
2、正弦定理的變形公式:①a?2Rsin?,b?2Rsin?,c?2RsinC; ②sin??等式中)
③a:b:c?sin?:sin?:sinC; abc,sin??,sinC?;(正弦定理的變形經(jīng)常用在有三角函數(shù)的2R2R2R a?b?cabc???. sin??sin??sinCsin?sin?sinC 1113、三角形面積公式:S???C?bcsin??absinC?acsin? 222④ ?a2?b2?c2?2bccosA?2224.余弦定理: ?b?a?c?2accos(本文來(lái)自:004km.cn 教師 聯(lián) 盟 網(wǎng):高中數(shù)學(xué)必修五解三角形教案)B 或
?c2?b2?a2?2bacosC??b2?c2?a2?cosA?2bc?a2?c2?b2? ?cosB?2ac??b2?a2?c2 ?cosC?2ab?(兩類余弦定理解三角形的問(wèn)題:
1、已知三邊求三角.2、已知兩邊和他們的夾角,求第三邊和其他兩角.)
2225、設(shè)a、b、c是???C的角?、?、C的對(duì)邊,則:①若a?b?c,則C?90?為
222222直角三角形;②若a?b?c,則C?90?為銳角三角形;③若a?b?c,則C?90?為
鈍角三角形.
6.判定三角形形狀時(shí),可利用正余弦定理實(shí)現(xiàn)邊角轉(zhuǎn)化,統(tǒng)一成邊的形式或角的形式.7.解題中利用?ABC中A?B?C??,以及由此推得的一些基本關(guān)系式進(jìn)行三
角
變
換的運(yùn)
算,如
:sin(A?B)?sinC,cos(A?B)??cosC,tan(A?B)??tanC, sin
A?BCA?BCA?BC?cos,cos?sin,tan?cot 222222
二、知識(shí)演練
1、ΔABC中,a=1,b=3, ∠A=30°,則∠B等于()A.60°B.60°或120° C.30°或150°D.120°
2、若(a+b+c)(b+c-a)=3bc,且sinA=2sinBcosC, 那么ΔABC是()
A.直角三角形B.等邊三角形C.等腰三角形 D.等腰直角三角形
3.己知三角形三邊之比為5∶7∶8,則最大角與最小角的和為(). A.90°
B.120° C.130° D.150° 2224.在△ABC 中,a?b?c?bc,則A等于()A.60°B.45°C.120° D.30°
5.在△ABC中,A為銳角,lgb-lgc=lgsinA=-lg2, 則△ABC為()
A.等腰三角形
B.等邊三角形 C.直角三角形
D.等腰直角三角形 b
6、銳角?ABC中,B=2A,則a的取值范圍是()A(-2,2)B(0,2)C(2,2)
D2,)
7.在?ABC中.sinA?sinB?sinC?sinBsinC.則A的取值范圍是
222 ? ???A.(0,6]B.[ 6,?)C.(0,3]D.[ 3,?)
?8.在△ABC中,a=x,b=2,B=45,若△ABC有兩解,則x的取值范圍是_______________ 9.? ABC中,B?60?,AC,則AB+2BC的最大值為_(kāi)________. 10.a(chǎn),b,c為△ABC的三邊,其面積S△ABC=123,bc=48,b-c=2,求a 11.在?ABC中,角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c,且滿
足cosA?2,AB?AC?3.(I)求?ABC的面積;(II)若b?c?6,求a的值.
12、在△ABC中,角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c,設(shè)S為△ABC 的面積,滿足S?2a?b2?c2)。
(Ⅰ)求角C的大??;
(Ⅱ)求sinA?sinB的最大值。
cosA-2cosC2c-a=cosBb. ?
13、在ABC中,內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c.已知 sinC(I)求sinA的值; 1(II)若cosB=4,b=2,?ABC的面積S。
高中數(shù)學(xué)必修五解三角形教案篇二:高中數(shù)學(xué)必修5:第一章《解三角形應(yīng)用舉例》教案1 金太陽(yáng)新課標(biāo)資源網(wǎng)
課題:
2.2解三角形應(yīng)用舉例
第一課時(shí)
授課類型:新授課
●教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能:能夠運(yùn)用正弦定理、余弦定理等知識(shí)和方法解決一些有關(guān)測(cè)量距離的實(shí)際問(wèn)題,了解常用的測(cè)量相關(guān)術(shù)語(yǔ)
過(guò)程與方法:首先通過(guò)巧妙的設(shè)疑,順利地引導(dǎo)新課,為以后的幾節(jié)課做良好鋪墊。其次結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況,采用“提出問(wèn)題——引發(fā)思考——探索猜想——總結(jié)規(guī)律——反饋訓(xùn)練”的教學(xué)過(guò)程,根據(jù)大綱要求以及教學(xué)內(nèi)容之間的內(nèi)在關(guān)系,鋪開(kāi)例題,設(shè)計(jì)變式,同時(shí)通過(guò)多媒體、圖形觀察等直觀演示,幫助學(xué)生掌握解法,能夠類比解決實(shí)際問(wèn)題。對(duì)于例2這樣的開(kāi)放性題目要鼓勵(lì)學(xué)生討論,開(kāi)放多種思路,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹更c(diǎn)和矯正 情感態(tài)度與價(jià)值觀:激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,并體會(huì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值;同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用圖形、數(shù)學(xué)符號(hào)表達(dá)題意和應(yīng)用轉(zhuǎn)化思想解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力
●教學(xué)重點(diǎn)
實(shí)際問(wèn)題中抽象出一個(gè)或幾個(gè)三角形,然后逐個(gè)解決三角形,得到實(shí)際問(wèn)題的解 ●教學(xué)難點(diǎn)
根據(jù)題意建立數(shù)學(xué)模型,畫出示意圖
●教學(xué)過(guò)程
Ⅰ.課題導(dǎo)入
1、[復(fù)習(xí)舊知] 復(fù)習(xí)提問(wèn)什么是正弦定理、余弦定理以及它們可以解決哪些類型的三角形?
2、[設(shè)置情境] 請(qǐng)學(xué)生回答完后再提問(wèn):前面引言第一章“解三角形”中,我們遇到這么一個(gè)問(wèn)題,“遙不可及的月亮離我們地球究竟有多遠(yuǎn)呢?”在古代,天文學(xué)家沒(méi)有先進(jìn)的儀器就已經(jīng)估算出了兩者的距離,是什么神奇的方法探索到這個(gè)奧秘的呢?我們知道,對(duì)于未知的距離、高度等,存在著許多可供選擇的測(cè)量方案,比如可以應(yīng)用全等三角形、相似三角形的方法,或借助解直角三角形等等不同的方法,但由于在實(shí)際測(cè)量問(wèn)題的真實(shí)背景下,某些方法會(huì)不能實(shí)施。如因?yàn)闆](méi)有足夠的空間,不能用全等三角形的方法來(lái)測(cè)量,所以,有些方法會(huì)有局限性。于是上面介紹的問(wèn)題是用以前的方法所不能解決的。今天我們開(kāi)始學(xué)習(xí)正弦定理、余弦定理在科學(xué)實(shí)踐中的重要應(yīng)用,首先研究如何測(cè)量距離。
Ⅱ.講授新課[來(lái)源
(1)解決實(shí)際測(cè)量問(wèn)題的過(guò)程一般要充分認(rèn)真理解題意,正確做出圖形,把實(shí)際問(wèn)題里的條件和所求轉(zhuǎn)換成三角形中的已知和未知的邊、角,通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型來(lái)求解 [例題講解](2)例
1、如圖,設(shè)A、B兩點(diǎn)在河的兩岸,要測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的距離,測(cè)量者在A的同側(cè),在所在的河岸邊選定一點(diǎn)C,測(cè)出AC的距離是55m,?BAC=51?,?ACB=75?。求A、B兩點(diǎn)的距離(精確到0.1m)金太陽(yáng)新課標(biāo)資源網(wǎng)
啟發(fā)提問(wèn)1:?ABC中,根據(jù)已知的邊和對(duì)應(yīng)角,運(yùn)用哪個(gè)定理比較適當(dāng)?
啟發(fā)提問(wèn)2:運(yùn)用該定理解題還需要那些邊和角呢?請(qǐng)學(xué)生回答。
分析:這是一道關(guān)于測(cè)量從一個(gè)可到達(dá)的點(diǎn)到一個(gè)不可到達(dá)的點(diǎn)之間的距離的問(wèn)題,題目條件告訴了邊AB的對(duì)角,AC為已知邊,再根據(jù)三角形的內(nèi)角和定理很容易根據(jù)兩個(gè)已知角算出AC的對(duì)角,應(yīng)用正弦定理算出AB邊。
解:根據(jù)正弦定理,得 ACAB sin?ACB=sin?ABC ACsin?ACB AB =sin?ABC 55sin?ACB =sin?ABC 55sin75? = sin(180??51??75?)55sin75? = sin54?[來(lái)源:學(xué)&科&網(wǎng)] ≈ 65.7(m)答:A、B兩點(diǎn)間的距離為65.7米
變式練習(xí):兩燈塔A、B與海洋觀察站C的距離都等于a km,燈塔A在觀察站C的北偏東30,燈塔B在觀察站C南偏東60,則A、B之間的距離為多少?
老師指導(dǎo)學(xué)生畫圖,建立數(shù)學(xué)模型。解略:2a km 例
2、如圖,A、B兩點(diǎn)都在河的對(duì)岸(不可到達(dá)),設(shè)計(jì)一種測(cè)量A、B兩點(diǎn)間距離的方法。[來(lái)源:學(xué) 科 網(wǎng)] 分析:這是例1的變式題,研究的是兩個(gè)不可到達(dá)的點(diǎn)之間的距離測(cè)量問(wèn)題。首先需要構(gòu)造三角形,所以需要確定C、D兩點(diǎn)。根據(jù)正弦定理中已知三角形的任意兩個(gè)內(nèi)角與一邊既可求出另兩邊的方法,分別求出AC和BC,再利用余弦定理可以計(jì)算出AB的距離。??
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解:測(cè)量者可以在河岸邊選定兩點(diǎn)C、D,測(cè)得CD=a,并且在C、D兩點(diǎn)分別測(cè)得?BCA=?,? ACD=?,?CDB=?,?BDA =?,在?ADC和?BDC中,應(yīng)用正弦定理得 asin(???)asin(???)AC = sin[180??(?)]= sin(?)asin?asin? BC = sin[180??(?)]= sin(?)計(jì)算出AC和BC后,再在?ABC中,應(yīng)用余弦定理計(jì)算出AB兩點(diǎn)間的距離
AB = AC2?BC2?2AC?BCcos? 分組討論:還沒(méi)有其它的方法呢?師生一起對(duì)不同方法進(jìn)行對(duì)比、分析。
?ACD=30,?CDB=45,變式訓(xùn)練:若在河岸選取相距40米的C、D兩點(diǎn),測(cè)得?BCA=60,?BDA =60? 略解:將題中各已知量代入例2推出的公式,得AB=206 評(píng)注:可見(jiàn),在研究三角形時(shí),靈活根據(jù)兩個(gè)定理可以尋找到多種解決問(wèn)題的方案,但有些過(guò)程較繁復(fù),如何找到最優(yōu)的方法,最主要的還是分析兩個(gè)定理的特點(diǎn),結(jié)合題目條件來(lái)選擇最佳的計(jì)算方式。
學(xué)生閱讀課本4頁(yè),了解測(cè)量中基線的概念,并找到生活中的相應(yīng)例子。
Ⅲ.課堂練習(xí)
課本第14頁(yè)練習(xí)第1、2題
Ⅳ.課時(shí)小結(jié)
解斜三角形應(yīng)用題的一般步驟:
(1)分析:理解題意,分清已知與未知,畫出示意圖
(2)建模:根據(jù)已知條件與求解目標(biāo),把已知量與求解量盡量集中在有關(guān)的三角形中,建立一個(gè)解斜三角形的數(shù)學(xué)模型
(3)求解:利用正弦定理或余弦定理有序地解出三角形,求得數(shù)學(xué)模型的解
(4)檢驗(yàn):檢驗(yàn)上述所求的解是否符合實(shí)際意義,從而得出實(shí)際問(wèn)題的解
Ⅴ.課后作業(yè)
課本第22頁(yè)第1、2、3題 ●板書設(shè)計(jì) ??? 金太陽(yáng)新課標(biāo)資源網(wǎng)●授后記
高中數(shù)學(xué)必修五解三角形教案篇三:1高中數(shù)學(xué)必修5第一章_解三角形全章教案(整理)課題:
1.1.1正弦定理
如圖1.1-1,固定?ABC的邊CB及?B,使邊AC繞著頂點(diǎn)C轉(zhuǎn)動(dòng)。
思考:?C的大小與它的對(duì)邊AB的長(zhǎng)度之間有怎樣的數(shù)量關(guān)系?
在初中,我們已學(xué)過(guò)如何解直角三角形,下面就首先來(lái)探討直角三角形中,角與邊的等式關(guān)系。
從而在直角三角形ABC中,a sin?b sin?c sin
思考:那么對(duì)于任意的三角形,以上關(guān)系式是否仍然成立?
可分為銳角三角形和鈍角三角形兩種情況:
如圖1.1-3,當(dāng)?ABC是銳角三角形時(shí),設(shè)邊AB上的高是CD,根據(jù)任意角三角函數(shù)的定義,有CD=asinB?bsinA,則
同理可得
從而asinA?bsinB,csin??bsin?,a sinAbsinBcsinC Ac B
從上面的研探過(guò)程,可得以下定理
正弦定理:在一個(gè)三角形中,各邊和它所對(duì)角的正弦的比相等,即 a sinA?b sinB?c sinC [理解定理](1)正弦定理說(shuō)明同一三角形中,邊與其對(duì)角的正弦成正比,且比例系數(shù)為同一正數(shù),即存在正數(shù)k使a?ksinA,b?ksinB,c?ksinC;
(2)a sinA?b sinB?c sinC等價(jià)于a sinA?b sinB,c sinC?b sinB,a sinA?c sinC 從而知正弦定理的基本作用為:
①已知三角形的任意兩角及其一邊可以求其他邊,如a?bsinA; sin②已知三角形的任意兩邊與其中一邊的對(duì)角可以求其他角的正弦值,如sinA?sinB。
一般地,已知三角形的某些邊和角,求其他的邊和角的過(guò)程叫作解三角形。
例1.在?ABC中,已知A?450,B?750,a?40cm,解三角形。
例2.在?ABC中,已知a?20cm,b?,A?450,解三角形。
練習(xí):已知?ABC中,sinA:sinB:sinC?1:2:3,求a:b:c ab 練習(xí):1.在?ABC中,已知A?450,C?300,c?10cm,解三角形。2.在?ABC中,已知A?600,B?450,c?20cm,解三角形。3.在?ABC中,已知a?20cm,b?,B?300,解三角形。4.在?ABC 中,已知c?cm,b?20cm,B?450,解三角形。
補(bǔ)充:請(qǐng)?jiān)囍评沓鋈切蚊娣e公式(利用正弦)
課題: 1.1.2余弦定理
如圖1.1-4,在?ABC中,設(shè)BC=a,AC=b,AB=c, 已知a,b和?C,求邊c
聯(lián)系已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)和方法,可用什么途徑來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題?
用正弦定理試求,發(fā)現(xiàn)因A、B均未知,所以較難求邊c。
由于涉及邊長(zhǎng)問(wèn)題,從而可以考慮用向量來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。A ?如圖1.1-5,設(shè)CB?a,CA?b,AB?c,那么c?a?b,則 c ???c?c?a?ba?b??
?ab?b??2a??b
C
aB ??2a??2 ?a?b?2a?b?2 從而
c2?a2?b2?2abcosC(圖1.1-5)同理可證
a2?b2?c2?2bccosA b2?a2?c2?2accosB 于是得到以下定理
余弦定理:三角形中任何一邊的平方等于其他兩邊的平方的和減去這兩邊與它們的夾角的余弦的積的兩倍。即
a2?b2?c2?2bccosA b2?a2?c2?2accosB c2?a2?b2?2abcosC 思考:這個(gè)式子中有幾個(gè)量?從方程的角度看已知其中三個(gè)量,可以求出第四個(gè)量,能否由三邊求出一角? 從余弦定理,又可得到以下推論: b2?c2?a2 cosA?2bc a2?c2?b2 cosB?b2?a2?c2 cosC? 2 [理解定理] 從而知余弦定理及其推論的基本作用為:
①已知三角形的任意兩邊及它們的夾角就可以求出第三邊;
②已知三角形的三條邊就可以求出其它角。
思考:勾股定理指出了直角三角形中三邊平方之間的關(guān)系,余弦定理則指出了一般三角形中三邊平方之間的關(guān)系,如何看這兩個(gè)定理之間的關(guān)系?
若?ABC中,C=900,則cosC?0,這時(shí)c2?a2?b2 由此可知余弦定理是勾股定理的推廣,勾股定理是余弦定理的特例。
例1.在?ABC 中,已知a ?cB?450,求b及A
練習(xí):在?ABC中,若a2?b2?c2?bc,求角A。
b,A,討論三角形解的情況 例1.在?ABC中,已知a, 分析:先由sinB? 則C?1800?(A?B)從而c?bsinA可進(jìn)一步求出B; aasinC 1.當(dāng)A為鈍角或直角時(shí),必須a?b才能有且只有一解;否則無(wú)解。2.當(dāng)A為銳角時(shí),如果a≥b,那么只有一解;
如果a?b,那么可以分下面三種情況來(lái)討論:
(1)若a?bsinA,則有兩解;
(2)若a?bsinA,則只有一解;
(3)若a?bsinA,則無(wú)解。
(以上解答過(guò)程詳見(jiàn)課本第9?10頁(yè))
評(píng)述:注意在已知三角形的兩邊及其中一邊的對(duì)角解三角形時(shí),只有當(dāng)A為銳角且
bsinA?a?b時(shí),有兩解;其它情況時(shí)則只有一解或無(wú)解。
練習(xí):(1)在?ABC中,已知a?80,b?100,?A?450,試判斷此三角形的解的情況。
(2)在?ABC中,若a?1,c?1,?C?400,則符合題意的b的值有_____個(gè)。2(3)在?ABC中,a?xcm,b?2cm,?B?450,如果利用正弦定理解三角形有兩解,求x的取值范圍。
例2.在?ABC中,已知a?7,b?5,c?3,判斷?ABC的類型。
練習(xí):(1)在?ABC中,已知sinA:sinB:sinC?1:2:3,判斷?ABC的類型。
(2)已知?ABC滿足條件acosA?bcosB,判斷?ABC的類型。
例3.在?ABC中,A?600,b? 1
練習(xí):(1)在?ABC中,若a?55,b? 16,且此三角形的面積S?C(2)在?ABC中,其三邊分別為a、b、c,且三角形的面積S?
作業(yè)
(1)在?ABC中,已知b?4,c?10,B?300,試判斷此三角形的解的情況。
(2)設(shè)x、x+
1、x+2是鈍角三角形的三邊長(zhǎng),求實(shí)數(shù)x的取值范圍。
(3)在?ABC中,A?600,a?1,b?c?2,判斷?ABC的形狀。
(4)三角形的兩邊分別為3cm,5cm,它們所夾的角的余弦為方程5x2?7x?6?0的根,求這個(gè)三角形的面積。
2.2解三角形應(yīng)用舉例
(2)例
1、如圖,設(shè)A、B兩點(diǎn)在河的兩岸,要測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的距離,測(cè)量者在A的同側(cè),在所在的河岸邊選定一點(diǎn)C,測(cè)出AC的距離是55m,?BAC=51?,?ACB=75?。求A、B兩點(diǎn)的距離(精確到0.1m)4 a?b?c,求的值 sinA?sinB?sinCa2?b2?c24,求角C 變式練習(xí):兩燈塔A、B與海洋觀察站C的距離都等于a km,燈塔A在觀察站C的北偏東30?,燈塔B在觀察站C南偏東60?,則A、B之間的距離為多少?
例
3、AB是底部B不可到達(dá)的一個(gè)建筑物,A為建筑物的最高點(diǎn),設(shè)計(jì)一種測(cè)量建筑物高度AB的方法。
例
4、如圖,在山頂鐵塔上B處測(cè)得地面上一點(diǎn)A的俯角?=54?40?,在塔底C處測(cè)得A處的俯角?=50?1?。已知鐵塔BC部分的高為27.3 m,求出山高CD(精確到1 m)
例
3、在?ABC中,求證: a2?b2sin2A?sin2B?;(1)22csinC(2)a2+b2+c2=2(bccosA+cacosB+abcosC)
變式練習(xí)1:已知在?ABC中,?B=30?,b=6,c=63,求a及?ABC的面積S 5
第四篇:高中數(shù)學(xué)必修五——第一章 解三角形
翱翔教學(xué)工作室
學(xué)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、回顧已有的三角形邊角知識(shí);
2、通過(guò)“作高法”、“等積法”、“外接圓法”、“向量法”等多種方法證明正弦定理;
3、學(xué)會(huì)運(yùn)用正弦定理解任意三角形的兩類基本問(wèn)題。
*知識(shí)點(diǎn)清單*
正弦定理:在△ABC中,a,b,c分別是角A,B,C的對(duì)邊,則
1、正弦定理可解決兩類問(wèn)題:(1)2)abc???k2、在△ABC中,sinAsinBsinC,研究k的幾何意義。(k=2R,R為三角形外接圓半徑)
1113、S?ABC?ah=r(a?b?c)=absinC(其中r
是內(nèi)切圓半徑)22
2*基礎(chǔ)鞏固訓(xùn)練* 例題講解 例
1、在?ABC中,已知A?30?,B?45?,跟蹤練習(xí)1 在?ABC中,已知A?300,B?600,c
?6cm,解三角形。2 在?ABC中,若a=1cm,C?30?,c?cm,解三角形。a?6cm,解三角形。
例
2、在?ABC中,已知
a?
b?A?45?,解三角形。當(dāng)b?,b?并解三角形,觀察解的情況并解釋出現(xiàn)一解,兩解,無(wú)解的原因。*創(chuàng)新提高*
1、在?ABC中,已知b?c?8,?B?30?,?C?45?,則b?,c?.
2、在?ABC中,如果?A?30?,?B?120?,b?12,那么a?,?ABC的面積是.
3、在△ABC中,若sinA>sinB,則A與B的大小關(guān)系為。
4、在△ABC中,a=12,A=60,要使三角形有兩解,求對(duì)應(yīng)b的取值范圍。5.在△ABC中,若b?2asinB,則A等于()00000000A.30或60B.45或60C.120或60D.30或150 06、在?ABC中,已知A?120?,a?7,c?5,求b的值。
高中數(shù)學(xué)必修五——第一章解三角形
1*高考體驗(yàn)*
1.(2007年重慶卷文13)在△ABC中,AB=1,BC=2,A=60°,則AC=。
c?2.(2007年湖南卷文12).在△ABC中,角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c,若a?
1,C?60?,則A?.
*學(xué)習(xí)總結(jié)*
在SSA類型中,解有三種情況:
1、無(wú)解,①sinB>1②鈍角對(duì)小邊
2、一解,①sinB=1(B為直角)②已知角為直角或鈍角③根據(jù)大邊對(duì)大角或等邊對(duì)等角
3、二解:0 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、回顧已有的三角形邊角知識(shí); 2、通過(guò)“勾股定理”,“向量法”等方法證明余弦定理,熟記余弦定理。 3、理解余弦定理與勾股定理的關(guān)系,應(yīng)用余弦定理解三角形。 學(xué) *知識(shí)點(diǎn)清單* 余弦定理:在△ABC中,a,b,c分別是角A,B,C的對(duì)邊,則 1、余弦定理可解決兩類問(wèn)題:(1)2) 2、余弦公式的變形: *基礎(chǔ)鞏固訓(xùn)練* 跟蹤練習(xí)例題講解 00 1在 ABC中:已知b=8,c=3,A=60,求a。60例 1、在△ABC中,已知b=3,c=1,A=,求a。 2在?ABC中,已知a=9,b=10,c=15 ,求A。例 2、在△ABC中,已知a=4,b=5,c=6,求 A(精確到0.1°) *創(chuàng)新提高* 1、在△ABC中,如果sinA:sinB:sinC=2:3:4,那么cosC等于________ 2、在△ABC中,已知AB=3,AC=4,則邊AC上的高為 _________ 3、在△ABC中,已知a=2,b=4,C=600,則△ABC是_________A.銳角三角形B.直角三角形C.鈍角三角形D.任意三角形 4、在△ABC中,已知b c=3,B=30°,則邊長(zhǎng)a=_____________ 5、在△ABC中,(a+b+c)(a+b-c)=3ab,則 C=__________________ 6、在△ABC中,已知a=2,b=3,C=60°,試證明此三角形為銳角三角形? .*高考體驗(yàn)* 1.在ΔABC中,已知 a2?b2?bc?c 2,則角A為() A ?3B ? 6C2?3D?3或2? 32.已知:在⊿ABC中,ccosb?CcosB,則此三角形為A.直角三角形B.等腰直角三角形C.等腰三角形D.等腰或直角三角形 3、在?ABC中,acosA?bcosB?c cosC,試用余弦定理證明:?ABC為正三角形.4、在銳角△ABC中,求證:sinA?sinB?sinC?cosA?cosB?cosC。 5、在△ABC中,求證:a=bcosC+ccosB, b=acosC+ccosA,c=acosB+bcosC 學(xué) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、熟練掌握正弦定理、余弦定理和面積公式; 2、充分運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的思想,熟悉實(shí)際問(wèn)題向數(shù)學(xué)問(wèn)題的轉(zhuǎn)化的方法; 3、學(xué)會(huì)運(yùn)用正余弦定理解決距離問(wèn)題,高度問(wèn)題,角度問(wèn)題等實(shí)際問(wèn)題。 *知識(shí)點(diǎn)清單* 解三角形的應(yīng)用可大體上把它分成以下三類: I、距離問(wèn)題 (1)一點(diǎn)可到達(dá)另一點(diǎn)不可到達(dá)(課本1.2例1)(2)兩點(diǎn)都不可到達(dá)(課本1.2例2)II、高度問(wèn)題(最后都轉(zhuǎn)化為解直角三角形)III、角度問(wèn)題 *基礎(chǔ)鞏固訓(xùn)練* 例題講解 例 1、如圖,C、D分別是一個(gè)湖的南、北兩端A和B正東方向的兩個(gè)村莊,CD= 6 km,且D位于C的北偏東30°方向上,求AB為多少km。 例 2、如圖,一游人由山腳A沿坡角為30的山坡AB行走600m,到達(dá)一個(gè)景點(diǎn)B,再由B沿山坡BC行走200m到達(dá)山頂C,若在山頂C處觀測(cè)到景點(diǎn)B的俯角為45,則山高CD為多少 ? ? 跟蹤練習(xí) 1、B與C為江邊兩景點(diǎn),在岸上選取A和D兩個(gè)測(cè)量點(diǎn),測(cè)得AD?CD,AD?10km,?BDA?60?,?BCD?135?,AB ?1 4km,求兩景點(diǎn)B與C的距離(假設(shè)A,B,C,D在同一平面內(nèi),測(cè)量結(jié)果保留整數(shù)) 2、用同樣高度的兩個(gè)測(cè)角儀AB和CD同時(shí)望見(jiàn)氣球E在它們的正西方向的上空,分別測(cè)得氣球的仰角是α和β,已知B、D間的距離為a,測(cè)角儀的高度是b,求氣球的高度.*創(chuàng)新提高* 1、同學(xué)們,如果你是修建三峽大壩的工程師,現(xiàn)在有這樣一個(gè)問(wèn)題請(qǐng)你解決:如圖,水庫(kù)大壩的橫斷面是梯形,壩頂寬6m,壩高23m,斜坡AB的坡度i=1∶3,斜坡CD的坡度i=1∶2.5,求斜坡AB的坡面角α(精確到1),壩底寬AD和斜坡AB的長(zhǎng)(精確到0.1m)。 2、如圖,天空中有一靜止的廣告氣球C,從地面A點(diǎn)測(cè)得C點(diǎn)的仰角為45°,從地面B點(diǎn)測(cè)得C點(diǎn)的仰角為60°。已知AB=20m,點(diǎn)C和直線AB在同一鉛錘平面上,求氣球離地面的高度?(精確到1m) 3、如圖,一艘海輪從A出發(fā),沿北偏東75的方向航67.5 mile后到達(dá)海島B。然后從B出發(fā),沿北偏東32的方向航行54 mile后到達(dá)海島C。如果下次航行直接從A出發(fā)到達(dá)C,此船應(yīng)該沿怎樣的方向航行,要要航行的距離是多少?(角度精確到1) / *高考體驗(yàn)* 1、(2007·山東)如圖4-4-12,甲船以每小時(shí)海里的速度向正北方航行,乙船按固定方向勻速直線航行,當(dāng)甲船位于A1處時(shí),乙船位于甲船的北偏西105方向的B1處,此時(shí)兩船相距20海里,當(dāng)甲船航行20分鐘到達(dá)A2處時(shí),乙船航行到甲船的北偏西120方向的B 2處,此時(shí)兩船相距 ? ? 海里,問(wèn)乙船每小時(shí)航行多少海里? 2、(2009汕頭)為了立一塊廣告牌,要制造一個(gè)三角形的支架,三角形支架形狀如圖,要求 ?ACB?600,BC的長(zhǎng)度大于1米,且AC比AB長(zhǎng)0.5米,為了廣告牌穩(wěn)固,要求AC的長(zhǎng)度越短 越好,求AC最短為多少米?且當(dāng)AC最短時(shí),BC長(zhǎng)度為多少米? 數(shù)學(xué)教育網(wǎng)---數(shù)學(xué)試題-數(shù)學(xué)教案-數(shù)學(xué)課件-數(shù)學(xué)論文-競(jìng)賽試題-中高考試題信息http://004km.cn 抽屜原理 在數(shù)學(xué)問(wèn)題中有一類與“存在性”有關(guān)的問(wèn)題,例如:“13個(gè)人中至少有兩個(gè)人出生在相同月份”;“某校400名學(xué)生中,一定存在兩名學(xué)生,他們?cè)谕惶爝^(guò)生日”;“2003個(gè)人任意分成200個(gè)小組,一定存在一組,其成員數(shù)不少于11”;“把[0,1]內(nèi)的全部有理數(shù)放到100個(gè)集合中,一定存在一個(gè)集合,它里面有無(wú)限多個(gè)有理數(shù)”。這類存在性問(wèn)題中,“存在”的含義是“至少有一個(gè)”。在解決這類問(wèn)題時(shí),只要求指明存在,一般并不需要指出哪一個(gè),也不需要確定通過(guò)什么方式把這個(gè)存在的東西找出來(lái)。這類問(wèn)題相對(duì)來(lái)說(shuō)涉及到的運(yùn)算較少,依據(jù)的理論也不復(fù)雜,我們把這些理論稱之為“抽屜原理”。 “抽屜原理”最先是由19世紀(jì)的德國(guó)數(shù)學(xué)家迪里赫萊(Dirichlet)運(yùn)用于解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的,所以又稱“迪里赫萊原理”,也有稱“鴿巢原理”的。這個(gè)原理可以簡(jiǎn)單地?cái)⑹鰹椤鞍?0個(gè)蘋果,任意分放在9個(gè)抽屜里,則至少有一個(gè)抽屜里含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的蘋果”。這個(gè)道理是非常明顯的,但應(yīng)用它卻可以解決許多有趣的問(wèn)題,并且常常得到一些令人驚異的結(jié)果。抽屜原理是國(guó)際國(guó)內(nèi)各級(jí)各類數(shù)學(xué)競(jìng)賽中的重要內(nèi)容,本講就來(lái)學(xué)習(xí)它的有關(guān)知識(shí)及其應(yīng)用。 (一)抽屜原理的基本形式 定理 1、如果把n+1個(gè)元素分成n個(gè)集合,那么不管怎么分,都存在一個(gè)集合,其中至少有兩個(gè)元素。 證明:(用反證法)若不存在至少有兩個(gè)元素的集合,則每個(gè)集合至多1個(gè)元素,從而n個(gè)集合至多有n個(gè)元素,此與共有n+1個(gè)元素矛盾,故命題成立。 在定理1的敘述中,可以把“元素”改為“物件”,把“集合”改成“抽屜”,抽屜原理正是由此得名。 同樣,可以把“元素”改成“鴿子”,把“分成n個(gè)集合”改成“飛進(jìn)n個(gè)鴿籠中”?!傍澔\原理”由此得名。 例題講解 1. 已知在邊長(zhǎng)為1的等邊三角形內(nèi)(包括邊界)有任意五個(gè)點(diǎn)(圖1)。證明:至少有兩個(gè)點(diǎn)之間的距離不大于 2.從1-100的自然數(shù)中,任意取出51個(gè)數(shù),證明其中一定有兩個(gè)數(shù),它們中的一個(gè)是另一個(gè)的整數(shù)倍。 數(shù)學(xué)教育網(wǎng)http://004km.cn 數(shù)學(xué)教育網(wǎng)---數(shù)學(xué)試題-數(shù)學(xué)教案-數(shù)學(xué)課件-數(shù)學(xué)論文-競(jìng)賽試題-中高考試題信息http://004km.cn 3.從前25個(gè)自然數(shù)中任意取出7個(gè)數(shù),證明:取出的數(shù)中一定有兩個(gè)數(shù),這兩個(gè)數(shù)中大數(shù)不超過(guò)小數(shù)的1.5倍。 4.已給一個(gè)由10個(gè)互不相等的兩位十進(jìn)制正整數(shù)組成的集合。求證:這個(gè)集合必有兩個(gè)無(wú)公共元素的子集合,各子集合中各數(shù)之和相等。 5.在坐標(biāo)平面上任取五個(gè)整點(diǎn)(該點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)都取整數(shù)),證明:其中一定存在兩個(gè)整點(diǎn),它們的連線中點(diǎn)仍是整點(diǎn)。 6.在任意給出的100個(gè)整數(shù)中,都可以找出若干個(gè)數(shù)來(lái)(可以是一個(gè)數(shù)),它們的和可被100整除。 7. 17名科學(xué)家中每?jī)擅茖W(xué)家都和其他科學(xué)家通信,在他們通信時(shí),只討論三個(gè)題目,而且任意兩名科學(xué)家通信時(shí)只討論一個(gè)題目,證明:其中至少有三名科學(xué)家,他們相互通信時(shí)討論的是同一個(gè)題目。 例題答案: 1.分析:5個(gè)點(diǎn)的分布是任意的。如果要證明“在邊長(zhǎng)為1的等邊三角形內(nèi)(包括邊界)有5個(gè)點(diǎn),那么這5個(gè)點(diǎn)中一定有距離不大于的兩點(diǎn)”,則順次連接三角形三邊中點(diǎn),數(shù)學(xué)教育網(wǎng)http://004km.cn 數(shù)學(xué)教育網(wǎng)---數(shù)學(xué)試題-數(shù)學(xué)教案-數(shù)學(xué)課件-數(shù)學(xué)論文-競(jìng)賽試題-中高考試題信息http://004km.cn 即三角形的三條中位線,可以分原等邊三角形為4個(gè)全等的邊長(zhǎng)為的小等邊三角形,則5個(gè)點(diǎn)中必有2點(diǎn)位于同一個(gè)小等邊三角形中(包括邊界),其距離便不大于。 以上結(jié)論要由定理“三角形內(nèi)(包括邊界)任意兩點(diǎn)間的距離不大于其最大邊長(zhǎng)”來(lái)保證,下面我們就來(lái)證明這個(gè)定理。 如圖2,設(shè)BC是△ABC的最大邊,P,M是△ABC內(nèi)(包括邊界)任意兩點(diǎn),連接PM,過(guò)P分別作AB、BC邊的平行線,過(guò)M作AC邊的平行線,設(shè)各平行線交點(diǎn)為P、Q、N,那么 ∠PQN=∠C,∠QNP=∠A 因?yàn)锽C≥AB,所以∠A≥∠C,則∠QNP≥∠PQN,而∠QMP≥∠QNP≥∠PQN(三角形的外角大于不相鄰的內(nèi)角),所以 PQ≥PM。顯然BC≥PQ,故BC≥PM。 由此我們可以推知,邊長(zhǎng)為的等邊三角形內(nèi)(包括邊界)兩點(diǎn)間的距離不大于。 說(shuō)明: (1)這里是用等分三角形的方法來(lái)構(gòu)造“抽屜”。類似地,還可以利用等分線段、等分正方形的方法來(lái)構(gòu)造“抽屜”。例如“任取n+1個(gè)正數(shù)ai,滿足0<ai≤1(i=1,2,?,n+1),試證明:這n+1個(gè)數(shù)中必存在兩個(gè)數(shù),其差的絕對(duì)值小于”。又如:“在邊長(zhǎng)為1的正方形內(nèi)任意放置五個(gè)點(diǎn),求證:其中必有兩點(diǎn),這兩點(diǎn)之間的距離不大于。 (2)例1中,如果把條件(包括邊界)去掉,則結(jié)論可以修改為:至少有兩個(gè)點(diǎn)之間的距離小于“,請(qǐng)讀者試證之,并比較證明的差別。 (3)用同樣的方法可證明以下結(jié)論: 2i)在邊長(zhǎng)為1的等邊三角形中有n+1個(gè)點(diǎn),這n+1個(gè)點(diǎn)中一定有距離不大于的兩點(diǎn)。 ii)在邊長(zhǎng)為1的等邊三角形內(nèi)有n+1個(gè)點(diǎn),這n+1個(gè)點(diǎn)中一定有距離小于的兩點(diǎn)。 (4)將(3)中兩個(gè)命題中的等邊三角形換成正方形,相應(yīng)的結(jié)論中的換成,命 題仍然成立。 (5)讀者還可以考慮相反的問(wèn)題:一般地,“至少需要多少個(gè)點(diǎn),才能夠使得邊長(zhǎng) 為1的正三角形內(nèi)(包括邊界)有兩點(diǎn)其距離不超過(guò)”。 2.分析:本題似乎茫無(wú)頭緒,從何入手?其關(guān)鍵何在?其實(shí)就在“兩個(gè)數(shù)”,其中一個(gè)是另一個(gè)的整數(shù)倍。我們要構(gòu)造“抽屜”,使得每個(gè)抽屜里任取兩個(gè)數(shù),都有一個(gè)是另一個(gè)的整數(shù)倍,這只有把公比是正整數(shù)的整個(gè)等比數(shù)列都放進(jìn)去同一個(gè)抽屜才行,這里用得到一個(gè)自然數(shù)分類的基本知識(shí):任何一個(gè)正整數(shù)都可以表示成一個(gè)奇數(shù)與2的方冪的積,即若 nm∈N+,K∈N+,n∈N,則m=(2k-1)·2,并且這種表示方式是唯一的,如1=1×2°,2=1×21,3=3×2°,?? 證明:因?yàn)槿魏我粋€(gè)正整數(shù)都能表示成一個(gè)奇數(shù)乘2的方冪,并且這種表示方法是唯一的,所以我們可把1-100的正整數(shù)分成如下50個(gè)抽屜(因?yàn)?-100中共有50個(gè)奇數(shù)): 23456 (1){1,1×2,1×2,1×2,1×2,1×2,1×2}; 234 5(2){3,3×2,3×2,3×2,3×2,3×2}; 4(3){5,5×2,5×2,5×2,5×2}; 3(4){7,7×2,7×2,7×2}; (5){9,9×2,9×2,9×2}; (6){11,11×2,11×2,11×2}; 數(shù)學(xué)教育網(wǎng)http://004km.cn 數(shù)學(xué)教育網(wǎng)---數(shù)學(xué)試題-數(shù)學(xué)教案-數(shù)學(xué)課件-數(shù)學(xué)論文-競(jìng)賽試題-中高考試題信息http://004km.cn ?? (25){49,49×2}; (26){51}; ?? (50){99}。 這樣,1-100的正整數(shù)就無(wú)重復(fù),無(wú)遺漏地放進(jìn)這50個(gè)抽屜內(nèi)了。從這100個(gè)數(shù)中任取51個(gè)數(shù),也即從這50個(gè)抽屜內(nèi)任取51個(gè)數(shù),根據(jù)抽屜原則,其中必定至少有兩個(gè)數(shù)屬于同一個(gè)抽屜,即屬于(1)-(25)號(hào)中的某一個(gè)抽屜,顯然,在這25個(gè)抽屜中的任何同一個(gè)抽屜內(nèi)的兩個(gè)數(shù)中,一個(gè)是另一個(gè)的整數(shù)倍。 說(shuō)明: (1)從上面的證明中可以看出,本題能夠推廣到一般情形:從1-2n的自然數(shù)中,任意取出n+1個(gè)數(shù),則其中必有兩個(gè)數(shù),它們中的一個(gè)是另一個(gè)的整數(shù)倍。想一想,為什么?因?yàn)?-2n中共含1,3,?,2n-1這n個(gè)奇數(shù),因此可以制造n個(gè)抽屜,而n+1>n,由抽屜原則,結(jié)論就是必然的了。給n以具體值,就可以構(gòu)造出不同的題目。例2中的n取值是50,還可以編制相反的題目,如:“從前30個(gè)自然數(shù)中最少要(不看這些數(shù)而以任意方式地)取出幾個(gè)數(shù),才能保證取出的數(shù)中能找到兩個(gè)數(shù),其中較大的數(shù)是較小的數(shù)的倍數(shù)?” (2)如下兩個(gè)問(wèn)題的結(jié)論都是否定的(n均為正整數(shù))想一想,為什么? ①?gòu)?,3,4,?,2n+1中任取n+1個(gè)數(shù),是否必有兩個(gè)數(shù),它們中的一個(gè)是另一個(gè)的整數(shù)倍? ②從1,2,3,?,2n+1中任取n+1個(gè)數(shù),是否必有兩個(gè)數(shù),它們中的一個(gè)是另一個(gè)的整數(shù)倍? 你能舉出反例,證明上述兩個(gè)問(wèn)題的結(jié)論都是否定的嗎? (3)如果將(2)中兩個(gè)問(wèn)題中任取的n+1個(gè)數(shù)增加1個(gè),都改成任取n+2個(gè)數(shù),則它們的結(jié)論是肯定的還是否定的?你能判斷證明嗎? 3.證明:把前25個(gè)自然數(shù)分成下面6組: 1; ① 2,3; ② 4,5,6; ③ 7,8,9,10; ④ 11,12,13,14,15,16; ⑤ 17,18,19,20,21,22,23,⑥ 因?yàn)閺那?5個(gè)自然數(shù)中任意取出7個(gè)數(shù),所以至少有兩個(gè)數(shù)取自上面第②組到第⑥組中的某同一組,這兩個(gè)數(shù)中大數(shù)就不超過(guò)小數(shù)的1.5倍。 說(shuō)明: (1)本題可以改變敘述如下:在前25個(gè)自然數(shù)中任意取出7個(gè)數(shù),求證其中存在兩個(gè)數(shù),它們相互的比值在內(nèi)。 顯然,必須找出一種能把前25個(gè)自然數(shù)分成6(7-1=6)個(gè)集合的方法,不過(guò)分類時(shí)有一個(gè)限制條件:同一集合中任兩個(gè)數(shù)的比值在內(nèi),故同一集合中元素的數(shù)值差不得過(guò)大。這樣,我們可以用如上一種特殊的分類法:遞推分類法: 從1開(kāi)始,顯然1只能單獨(dú)作為1個(gè)集合{1};否則不滿足限制條件。 能與2同屬于一個(gè)集合的數(shù)只有3,于是{2,3}為一集合。 數(shù)學(xué)教育網(wǎng)http://004km.cn 數(shù)學(xué)教育網(wǎng)---數(shù)學(xué)試題-數(shù)學(xué)教案-數(shù)學(xué)課件-數(shù)學(xué)論文-競(jìng)賽試題-中高考試題信息http://004km.cn 如此依次遞推下去,使若干個(gè)連續(xù)的自然數(shù)屬于同一集合,其中最大的數(shù)不超過(guò)最小的數(shù)的倍,就可以得到滿足條件的六個(gè)集合。 (2)如果我們按照(1)中的遞推方法依次造“抽屜”,則第7個(gè)抽屜為 {26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39}; 第8個(gè)抽屜為:{40,41,42,?,60}; 第9個(gè)抽屜為:{61,62,63,?,90,91}; ?? 那么我們可以將例3改造為如下一系列題目:(1)從前16個(gè)自然數(shù)中任取6個(gè)自然數(shù);(2)從前39個(gè)自然數(shù)中任取8個(gè)自然數(shù);(3)從前60個(gè)自然數(shù)中任取9個(gè)自然數(shù);(4)從前91個(gè)自然數(shù)中任取10個(gè)自然數(shù);? ]內(nèi)。 都可以得到同一個(gè)結(jié)論:其中存在2個(gè)數(shù),它們相互的比值在上述第(4)個(gè)命題,就是前蘇聯(lián)基輔第49屆數(shù)學(xué)競(jìng)賽試題。如果我們改變區(qū)間[](p>q)端點(diǎn)的值,則又可以構(gòu)造出一系列的新題目來(lái)。 4.分析與解答:一個(gè)有著10個(gè)元素的集合,它共有多少個(gè)可能的子集呢?由于在組成一個(gè)子集的時(shí)候,每一個(gè)元素都有被取過(guò)來(lái)或者不被取過(guò)來(lái)兩種可能,因此,10個(gè)元素的集合10就有2=1024個(gè)不同的構(gòu)造子集的方法,也就是,它一共有1024個(gè)不同的子集,包括空集和全集在內(nèi)??占c全集顯然不是考慮的對(duì)象,所以剩下1024-2=1022個(gè)非空真子集。 再來(lái)看各個(gè)真子集中一切數(shù)字之和。用N來(lái)記這個(gè)和數(shù),很明顯: 10≤N≤91+92+93+94+95+96+97+98+99=855 這表明N至多只有855-9=846種不同的情況。由于非空真子集的個(gè)數(shù)是1022,1022>846,所以一定存在兩個(gè)子集A與B,使得A中各數(shù)之和=B中各數(shù)之和。 若A∩B=φ,則命題得證,若A∩B=C≠φ,即A與B有公共元素,這時(shí)只要剔除A與B中的一切公有元素,得出兩個(gè)不相交的子集A1與B1,很顯然 A1中各元素之和=B1中各元素之和,因此A1與B1就是符合題目要求的子集。 說(shuō)明:本例能否推廣為如下命題: 已給一個(gè)由m個(gè)互不相等的n位十進(jìn)制正整數(shù)組成的集合。求證:這個(gè)集合必有兩個(gè)無(wú)公共元素的子集合,各子集合中各數(shù)之和相等。 請(qǐng)讀者自己來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。5.分析與解答:由中點(diǎn)坐標(biāo)公式知,坐標(biāo)平面兩點(diǎn)(x1,y1)、(x2,y2)的中點(diǎn)坐標(biāo)是。欲使都是整數(shù),必須而且只須x1與x2,y1與y2的奇偶性相同。坐標(biāo)平面上的任意整點(diǎn)按照橫縱兩個(gè)坐標(biāo)的奇偶性考慮有且只有如下四種:(奇數(shù)、奇數(shù)),(偶數(shù),偶數(shù)),(奇數(shù),偶數(shù)),(偶數(shù),奇數(shù))以此構(gòu)造四個(gè)“抽屜”,則在坐標(biāo)平面上任取五個(gè)整點(diǎn),那么至少有兩個(gè)整點(diǎn),屬于同一個(gè)“抽屜”因此它們連線的中點(diǎn)就必是整點(diǎn)。 說(shuō)明:我們可以把整點(diǎn)的概念推廣:如果(x1,x2,?xn)是n維(元)有序數(shù)組,且x1,x2,?xn中的每一個(gè)數(shù)都是整數(shù),則稱(x1,x2,?xn)是一個(gè)n維整點(diǎn)(整點(diǎn)又稱格點(diǎn))。如果對(duì)所有的n維整點(diǎn)按每一個(gè)xi的奇偶性來(lái)分類,由于每一個(gè)位置上有奇、偶兩種可能性,因此 n3共可分為2×2×?×2=2個(gè)類。這是對(duì)n維整點(diǎn)的一種分類方法。當(dāng)n=3時(shí),2=8,此時(shí)可數(shù)學(xué)教育網(wǎng)http://004km.cn 數(shù)學(xué)教育網(wǎng)---數(shù)學(xué)試題-數(shù)學(xué)教案-數(shù)學(xué)課件-數(shù)學(xué)論文-競(jìng)賽試題-中高考試題信息http://004km.cn 以構(gòu)造命題:“任意給定空間中九個(gè)整點(diǎn),求證它們之中必有兩點(diǎn)存在,使連接這兩點(diǎn)的直線段的內(nèi)部含有整點(diǎn)”。這就是1971年的美國(guó)普特南數(shù)學(xué)競(jìng)賽題。在n=2的情形,也可以構(gòu)造如下的命題:“平面上任意給定5個(gè)整點(diǎn)”,對(duì)“它們連線段中點(diǎn)為整點(diǎn)”的4個(gè)命題中,為真命題的是: (A)最少可為0個(gè),最多只能是5個(gè)(B)最少可為0個(gè),最多可取10個(gè) (C)最少為1個(gè),最多為5個(gè)(D)最少為1個(gè),最多為10個(gè) (正確答案(D))6.分析:本題也似乎是茫無(wú)頭緒,無(wú)從下手,其關(guān)鍵何在?仔細(xì)審題,它們的“和”能“被100整除”應(yīng)是做文章的地方。如果把這100個(gè)數(shù)排成一個(gè)數(shù)列,用Sm記其前m項(xiàng)的和,則其可構(gòu)造S1,S2,?S100共100個(gè)”和"數(shù)。討論這些“和數(shù)”被100除所得的余數(shù)。注意到S1,S2,?S100共有100個(gè)數(shù),一個(gè)數(shù)被100除所得的余數(shù)有0,1,2,?99共100種可能性。“蘋果”數(shù)與“抽屜”數(shù)一樣多,如何排除“故障”? 證明:設(shè)已知的整數(shù)為a1,a2,?a100考察數(shù)列a1,a2,?a100的前n項(xiàng)和構(gòu)成的數(shù)列S1,S2,?S100。 如果S1,S2,?S100中有某個(gè)數(shù)可被100整除,則命題得證。否則,即S1,S2,?S100均不能被100整除,這樣,它們被100除后余數(shù)必是{1,2,?,99}中的元素。由抽屜原理I知,S1,S2,?S100中必有兩個(gè)數(shù),它們被100除后具有相同的余數(shù)。不妨設(shè)這兩個(gè)數(shù)為Si,Sj(i<j),則100∣(Sj-Si),即100∣。命題得證。 說(shuō)明:有時(shí)候直接對(duì)所給對(duì)象作某種劃分,是很難構(gòu)造出恰當(dāng)?shù)某閷系?。這時(shí)候,我們需要對(duì)所給對(duì)象先作一些變換,然后對(duì)變換得到的對(duì)象進(jìn)行分類,就可以構(gòu)造出恰當(dāng)?shù)某閷?。本題直接對(duì){an}進(jìn)行分類是很難奏效的。但由{an}構(gòu)造出{Sn}后,再對(duì){Sn}進(jìn)行分類就容易得多。 另外,對(duì){Sn}按模100的剩余類劃分時(shí),只能分成100個(gè)集合,而{Sn}只有100項(xiàng),似乎不能應(yīng)用抽屜原則。但注意到余數(shù)為0的類恰使結(jié)論成立,于是通過(guò)分別情況討論后,就可去掉余數(shù)為0的類,從而轉(zhuǎn)化為100個(gè)數(shù)分配在剩下的99個(gè)類中。這種處理問(wèn)題的方法應(yīng)當(dāng)學(xué)會(huì),它會(huì)助你從“山窮水盡疑無(wú)路”時(shí),走入“柳暗花明又一村”中。 最后,本例的結(jié)論及證明可以推廣到一般情形(而且有加強(qiáng)的環(huán)節(jié)): 在任意給定的n個(gè)整數(shù)中,都可以找出若干個(gè)數(shù)來(lái)(可以是一個(gè)數(shù)),它們的和可被n整除,而且,在任意給定的排定順序的n個(gè)整數(shù)中,都可以找出若干個(gè)連續(xù)的項(xiàng)(可以是一項(xiàng)),它們的和可被n整除。 將以上一般結(jié)論中的n賦以相應(yīng)的年份的值如1999,2000,2001?,就可以編出相應(yīng)年份的試題來(lái)。如果再賦以特殊背景,則可以編出非常有趣的數(shù)學(xué)智力題來(lái),如下題: 有100只猴子在吃花生,每只猴子至少吃了1粒花生,多者不限。請(qǐng)你證明:一定有若干只猴子(可以是一只),它們所吃的花生的粒數(shù)總和恰好是100的倍數(shù)。 7.證明:視17個(gè)科學(xué)家為17個(gè)點(diǎn),每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)之間連一條線表示這兩個(gè)科學(xué)家在討論同一個(gè)問(wèn)題,若討論第一個(gè)問(wèn)題則在相應(yīng)兩點(diǎn)連紅線,若討論第2個(gè)問(wèn)題則在相應(yīng)兩點(diǎn)連條黃線,若討論第3個(gè)問(wèn)題則在相應(yīng)兩點(diǎn)連條藍(lán)線。三名科學(xué)家研究同一個(gè)問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為找到一個(gè)三邊同顏色的三角形。 考慮科學(xué)家A,他要與另外的16位科學(xué)家每人通信討論一個(gè)問(wèn)題,相應(yīng)于從A出發(fā)引出16條線段,將它們?nèi)境?種顏色,而16=3×5+1,因而必有6=5+1條同色,不妨記為AB1,AB2,AB3,AB4,AB5,AB6同紅色,若Bi(i=1,2,?,6)之間有紅線,則出現(xiàn)紅色三角線,命題已成立;否則B1,B2,B3,B4,B5,B6之間的連線只染有黃藍(lán)兩色。 考慮從B1引出的5條線,B1B2,B1B3,B1B4,B1B5,B1B6,用兩種顏色染色,因?yàn)?=2×2+1,故必有3=2+1條線段同色,假設(shè)為黃色,并記它們?yōu)锽1B2,B1B3,B1B4。這時(shí)若B2,B3,B4之?dāng)?shù)學(xué)教育網(wǎng)http://004km.cn 數(shù)學(xué)教育網(wǎng)---數(shù)學(xué)試題-數(shù)學(xué)教案-數(shù)學(xué)課件-數(shù)學(xué)論文-競(jìng)賽試題-中高考試題信息http://004km.cn 間有黃線,則有黃色三角形,命題也成立,若B2,B3,B4,之間無(wú)黃線,則△B2,B3,B4,必為藍(lán)色三角形,命題仍然成立。 說(shuō)明:(1)本題源于一個(gè)古典問(wèn)題--世界上任意6個(gè)人中必有3人互相認(rèn)識(shí),或互相不認(rèn)識(shí)。(美國(guó)普特南數(shù)學(xué)競(jìng)賽題)。 (2)將互相認(rèn)識(shí)用紅色表示,將互相不認(rèn)識(shí)用藍(lán)色表示,(1)將化為一個(gè)染色問(wèn)題,成為一個(gè)圖論問(wèn)題:空間六個(gè)點(diǎn),任何三點(diǎn)不共線,四點(diǎn)不共面,每?jī)牲c(diǎn)之間連線都涂上紅色或藍(lán)色。求證:存在三點(diǎn),它們所成的三角形三邊同色。 (3)問(wèn)題(2)可以往兩個(gè)方向推廣:其一是顏色的種數(shù),其二是點(diǎn)數(shù)。 本例便是方向一的進(jìn)展,其證明已知上述。如果繼續(xù)沿此方向前進(jìn),可有下題: 在66個(gè)科學(xué)家中,每個(gè)科學(xué)家都和其他科學(xué)家通信,在他們的通信中僅僅討論四個(gè)題目,而任何兩個(gè)科學(xué)家之間僅僅討論一個(gè)題目。證明至少有三個(gè)科學(xué)家,他們互相之間討論同一個(gè)題目。 (4)回顧上面證明過(guò)程,對(duì)于17點(diǎn)染3色問(wèn)題可歸結(jié)為6點(diǎn)染2色問(wèn)題,又可歸結(jié)為3點(diǎn)染一色問(wèn)題。反過(guò)來(lái),我們可以繼續(xù)推廣。從以上(3,1)→(6,2)→(17,3)的過(guò)程,易發(fā)現(xiàn) 6=(3-1)×2+2,17=(6-1)×3+2,66=(17-1)×4+2,同理可得(66-1)×5+2=327,(327-1)×6+2=1958?記為r1=3,r2=6,r3=17,r4=66,r5=327,r6=1958,? 我們可以得到遞推關(guān)系式:rn=n(rn-1-1)+2,n=2,3,4?這樣就可以構(gòu)造出327點(diǎn)染5色問(wèn)題,1958點(diǎn)染6色問(wèn)題,都必出現(xiàn)一個(gè)同色三角形。 數(shù)學(xué)教育網(wǎng)http://004km.cn第五篇:高中數(shù)學(xué)競(jìng)賽講義-抽屜原理