中學物理常用數學知識精簡版

2022-09-27 10:24:05 字數 1817 閱讀 7849

中學物理中常用的數學方法

一、極值法

數學中求極值的方法很多,物理極值問題中常用的極值法有:三角函式極值法、二次函式極值法、一元二次方程的判別式法等.

1.利用三角函式求極值:(推導過程)

y=acos θ+bsin θ

=(cos θ+sin θ)

令sin φ=,cos φ=

則有:y=(sin φcos θ+cos φsin θ)

=sin (φ+θ)

所以當φ+θ=時,y有最大值,且ymax=.

2.利用二次函式影象和求極值

二次函式:y=ax2+bx+c=a(x2+x+)+c-=a(x+)2+(其中a、b、c為實常數),當x=-時,有極值ym=(若二次項係數a>0,影象開口向上,y有極小值;若a<0,影象開口向下,y有極大值).

3.均值不等式

對於兩個大於零的變數a、b,若其和a+b為一定值p,則當a=b時,其積ab取得極大值;

對於三個大於零的變數a、b、c,若其和a+b+c為一定值q,則當a=b=c時,其積abc取得極大值.[**:高考%資

源網 ks%5u]

2、幾何法

3、正弦定理: === 2r(r為三角形外接圓半徑)

餘弦定理:a=b+c-2bc b=a+c-2ac

5、利用幾何方法求解物理問題時,常用到的有°對稱點的性質±、°兩點間直線距離最短±、°直角三角形中斜邊大於直角邊±以及°全等、相似三角形的特性±等相關知識,如:帶電粒子在有界磁場中的運動類問題,物體的變力分析時經常要用到相似三角形法、作圖法等.與圓有關的幾何知識在力學部分和電學部分的解題中均有應用,尤其在帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動類問題中應用最多,此類問題的難點往往在圓心與半徑的確定上,確定方法有以下幾種.

1.依切線的性質確定.從已給的圓弧上找兩條不平行的切線和對應的切點,過切點作切線的垂線,兩條垂線的交點為圓心,圓心與切點的連線為半徑.

2.依垂徑定理(垂直於弦的直徑平分該弦,且平分弦所對的弧)和相交弦定理(如果弦與直徑垂直相交,那麼弦的一半是它分直徑所成的兩條線段的比例中項)確定.如圖8-1所示.

圖8-1

由eb2=ce·ed

=ce·(2r-ce)

得:r=+

也可由勾股定理得:

r2=(r-ce)2+eb2 高#考#資#源#網

解得:r=+.

以上兩種求半徑的方法常用於求解°帶電粒子在勻強磁場中的運動±這類習題中.

6、角度的單位——弧度(rad)

①定義:在圓中,長度等於半徑的弧長所對的圓心角為1弧度(1rad)。

②定義式: 1rad=57.30

③幾個特殊角的弧度值:

a. b. c.

d. e. f.

g. h. i.

7、三角函式知識:

①幾種三角函式的定義:

正弦: 余弦:

正切: 餘切:

②關係③誘導公式:

sin(-θ)=sinθ cos(-θ)=-cosθ tan(-θ)= -tanθ cot (-θ)= -cotθ

sin(900-θ)=cosθ cos(900-θ)=sinθ tan(900-θ)=cotθ cot (900-θ)=tanθ

sin(1800-θ)=sinθ cos(1800-θ)=-cosθ tan(1800-θ)= -tanθ cot (1800-θ)= -cotθ

④幾個特殊角的三角函式值:

8、一元二次方程ax2+bx+c=0的判別式和求根公式;

當時 有

9、指數運算和冪運算⑦

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