欧拉公式与三倍角公式

张祖华

平阴县职业教育中心山东平阴250400

摘要：本文应用欧拉公式证明了三倍角公式。

关键词：欧拉公式三倍角公式十大公式

欧拉公式：e ix=cosx+isinx为世界上最伟大的十大公式之一，本文应用如下：

cos3x+isin3x

= (e ix)3

= (cosx+isinx)3

= 4cos3x-3cosx+(3sinx-4sin3x)i

所以

cos3x=4cos3x-3cosx

sin3x=3sinx-4sin3x

参考文献：

[1]张祖华.一类带任意项任意次不定方程解的存在性与无限性.《中国教育研究》2015年第4期.

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

808 材料力学与结构力学考试范围

808 材料力学与结构力学1. 《材料力学》宋子康、蔡文安编，同济大学出版社，2001年6月（第二版）2.《结构力学教程》（Ⅰ、Ⅱ部分），龙驭球、包世华主编，高等教育出版社，2000~2001年3.《结构力学》（上、下册），朱慈勉主编，高等教育出版社，2004年一、考试范围 I、材料力学必选题(约占50%) 1. 基本概念：变形固体的物性假设，约束、内力、应力，杆件变形的四个基本形式等。 2. 轴向拉、压问题：内力和应力（横截面及斜截面上）的计算，轴向拉伸与压缩时的变形计算，材料的力学性质，塑性材料与脆性材料力学性能的比较，简单超静定桁架，圆筒形薄壁容器等。 3. 应力状态分析：平面问题任意点的应力状态描述，平面问题任意点任一方向应力的求解（包括数解法、图解法），一点的应力状态识别，空间应力分析及一点的大应力，广义虎克定律等。 4. 扭转问题：自由扭转的变形特征，自由扭转杆件的内力计算，扭转变形计算，矩形截面杆的自由扭转，薄壁杆件的自由扭转，简单超静定受扭杆件分析等。 5. 梁的内力、应力、变形：内力（剪力、弯矩）的计算及其内力图的绘制，叠加法作弯矩图的合理运用，梁的正应力和剪应力的计算及其强度条件，梁内一点的应力状态识别，主应力轨迹，平面弯曲的充要条件，梁的变形（挠度、转角）计算，叠加法求梁的变形，梁的刚度校核，简单超静定梁分析等。 6. 强度理论与组合变形：四个常用的强度理论，斜弯曲，拉伸（压缩）与弯曲的组合，扭转与拉压以及扭转与弯曲的组合，拉压及扭转与弯曲的组合，偏心拉、压问题，强度校核等。

II、结构力学必选题(约占40%) 1. 平面体系的几何组成分析及其应用 2. 静定结构受力分析与特性 3. 影响线及其应用 4. 位移计算 5. 超静定结构受力分析与特性（力法、位移法、概念分析等） 6. 结构动力分析（运动方程、频率、振型、阻尼、自由振动、强迫振动、振型分解法等）III、可选题(约占10%，一道材料力学可选题和一道结构力学可选题中必选做一题) 1. 材料力学可选题：能量法：变形能的计算，卡氏第一、第二定理，运用卡氏第二定理解超静定问题等；压杆稳定：细长压杆临界力的计算，欧拉公式的适用范围，压杆稳定的实用计算，简单结构体系的稳定性分析等。 2. 结构力学可选题：变形体的虚功原理；力矩分配法；结构矩阵分析（单元刚度阵、总刚度阵的集成、支座条件的引入和非结点荷载的处理等）。二、题型 1. 以计算分析题型为主，含基本概念分析、综合概念分析和结构定性分析。 2. 含材料力学-结构力学综合题。

高级中学数学公式定理一览表

高中所用重点公式汇总

公式口诀：一、《集合与函数》内容子交并补集，还有幂指对函数。性质奇偶与增减，观察图象最明显。复合函数式出现，性质乘法法则辨，若要详细证明它，还须将那定义抓。

指数与对数函数，两者互为反函数。底数非1的正数，1两边增减变故。函数定义域好求。分母不能等于0，偶次方根须非负，零和负数无对数；正切函数角不直，余切函数角不平；其余函数实数集，多种情况求交集。两个互为反函数，单调性质都相同；图象互为轴对称，Y＝X是对称轴；求解非常有规律，反解换元定义域；反函数的定义域，原来函数的值域。幂函数性质易记，指数化既约分数；函数性质看指数，奇母奇子奇函数，奇母偶子偶函数，偶母非奇偶函数；图象第一象限内，函数增减看正负。二、《三角函数》三角函数是函数，象限符号坐标注。函数图象单位圆，周期奇偶增减现。同角关系很重要，化简证明都需要。正六边形顶点处，从上到下弦切割；中心记上数字1，连结顶点三角形；向下三角平方和，倒数关系是对角，顶点任意一函数，等于后面两根除。诱导公式就是好，负化正后大化小，变成锐角好查表，化简证明少不了。二的一半整数倍，奇数化余偶不变，将其后者视锐角，符号原来函数判。两角和的余弦值，化为单角好求值，余弦积减正弦积，换角变形众公式。和差化积须同名，互余角度变名称。计算证明角先行，注意结构函数名，保持基本量不变，繁难向着简易变。逆反原则作指导，升幂降次和差积。条件等式的证明，方程思想指路明。万能公式不一般，化为有理式居先。公式顺用和逆用，变形运用加巧用；1加余弦想余弦，1 减余弦想正弦，幂升一次角减半，升幂降次它为范；三角函数反函数，实质就是求角度，先求三角函数值，再判角取值范围；利用直角三角形，形象直观好换名，简单三角的方程，化为最简求解集；三、《不等式》解不等式的途径，利用函数的性质。对指无理不等式，化为有理不等式。

研究性多面体欧拉定理的发现(一)

9.10研究性多面体欧拉定理的发现(一) 教学目的： 1.了解多面体与简单多面体的概念、发现欧拉公式. 2.培养学生发现问题、探究问题、归纳总结能力. 教学重点：欧拉公式的发现过程. 教学难点：欧拉定义及其证明. 授课类型：新授课. 课时安排：3课时. 教具：多媒体、实物投影仪. 内容分析：本节为研究性课题.通过研究欧拉定理的发现过程，让学生了解欧拉公式及其简单应用，扩大学生的知识面，培养学生学习数学的兴趣. 教学过程：一、复习引入： 1.欧拉生平事迹简说：欧拉(Euler)，瑞士数学家及自然科学家.1707年4月15日出生于瑞士巴塞尔的一个牧师家庭，自幼受父亲的教育，13岁入读巴塞尔大学15岁大学毕业，16岁获硕士学位，1783年9月18日于俄国彼得堡去逝.（详细资料附后） 2.多面体的概念：由若干个多边形围成的空间图形叫多面体；每个多边形叫多面体的面，两个面的公共边叫多面体的棱，棱和棱的公共点叫多面体的顶点，连结不在同一面上的两个顶点的线段叫多面体的对角线．3．凸多面体：把多面体的任一个面展成平面，如果其余的面都位于这个平面的同一侧，这样的多面体叫凸多面体．如图的多面体则不是凸多面体． 4．凸多面体的分类：多面体至少有四个面，按照它的面数分别叫四面体、五面体、六面体等. 二、讲解新课： 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.

⑹ 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. 3.欧拉公式的探究 1．请查出图⑹的顶点数V 、面数F 、和棱数E ，并计算V ＋F －E ＝6+6-10=2 2．查出图⑺中的顶点数V 、面数F 、和棱数E ，并验证上面公式是否还成立？ 3.假如图⑸→图⑻的多面体表面是像皮膜，向内充气则⑸⑹将变成一个球面，图⑺将变成两个紧贴的球面，图⑻将变成一个环面. 可以验证：只有像⑸⑹这样，经过连续变形，表面能变为一个球面的多面体才满足公式V ＋F －E ＝2.这个公式称为欧拉公式，这样的多面体称为简单多面体. 4．欧拉定理（欧拉公式）：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:(方法一 ) (10) D D ⑴如图⑽：将多面体的底面ABC DE 剪掉，抻成平面图形，其顶点、棱数，面数（剪掉面用右图中ABC DE 表示）均没有变，故所有面的内角总和不变. ⑵设左图中共有F 个面，分别是12,,,F n n n 边形，顶点数为V ，棱数为E,则122F n n n E +++=. 左图中，所有面的内角总和为 ?-++?-+?-180)2(180)2(180)2(21F n n n ＝?-+++180)2(21F n n n F ＝?-180)22(F E ()360E F =-? ⑶右图中，所有面的内角总和为 V 360V 2180V 2180()????下下上＋（－）＋（－）剪掉的底面内角和＝0V V 2360(2)360V ?=-上上（＋－）

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

材料力学公式大全

材料力学常用公式 1.外力偶矩计算公式（P功率，n转速） 2.弯矩、剪力和荷载集度之间的关系式 3.轴向拉压杆横截面上正应力的计算公式（杆件横截面轴力F N，横截面面积A，拉应力为正） 4.轴向拉压杆斜截面上的正应力与切应力计算公式（夹角a 从x 轴正方向逆时针转至外法线的方位角为正） 5.纵向变形和横向变形（拉伸前试样标距l，拉伸后试样标距l1；拉伸前试样直径d，拉伸后试样直径d1） 6.纵向线应变和横向线应变 7.泊松比 8.胡克定律 9.受多个力作用的杆件纵向变形计算公式?

10.承受轴向分布力或变截面的杆件，纵向变形计算公式 11.轴向拉压杆的强度计算公式 12.许用应力，脆性材料，塑性材料 13.延伸率 14.截面收缩率 15.剪切胡克定律（切变模量G，切应变g ） 16.拉压弹性模量E、泊松比和切变模量G之间关系式 17.圆截面对圆心的极惯性矩（a）实心圆（b）空心圆 18.圆轴扭转时横截面上任一点切应力计算公式（扭矩T，所求点到圆心距离r） 19.圆截面周边各点处最大切应力计算公式

20.扭转截面系数，（a）实心圆（b）空心圆 21.薄壁圆管（壁厚δ≤ R0 /10 ，R0为圆管的平均半径）扭转切应力计算公式 22.圆轴扭转角与扭矩T、杆长l、扭转刚度GH p的关系式 23.同一材料制成的圆轴各段内的扭矩不同或各段的直径不同（如阶梯轴）时或 24.等直圆轴强度条件 25.塑性材料；脆性材料 26.扭转圆轴的刚度条件? 或 27.受内压圆筒形薄壁容器横截面和纵截面上的应力计算公式 , 28.平面应力状态下斜截面应力的一般公式 ,

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）]

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）。

高中数学竞赛讲义(全套)

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。

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

多面体欧拉定理的发现共21页

研究性课题：多面体欧拉定理的发现第一课时欧拉定理（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. 教学过程情境设置欧拉瑞士著名的数学家，科学巨人，师从数学家约翰·伯努利，有惊人的记忆力，是数学史上的最多产的数学家，他所写的著作达865部（篇），28岁右眼失明，1766年，左眼又失明了，1771年，圣彼得堡一场大火，秧及欧拉的住宅，欧拉虽然幸免于难，可他的藏书及大量的研究成果都化为灰烬。种种磨难，并没有把欧拉搞垮。大火以后他立即投入到新的创作之中。资料被焚，他又双目失明，在这种情况下，他完全凭着坚强的意志和惊人的毅力，回忆所作过的研究。他总是把推理过程想得很细，然后口授，由他的长子记录。他用这种方法又发表了论文４

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

高中数学公式定理记忆口诀汇总

高中数学公式定理记忆口诀汇总高中数学公式定理记忆口诀之集合与函数《集合与函数》内容子交并补集，还有幂指对函数。性质奇偶与增减，观察图象最明显。复合函数式出现，性质乘法法则辨，若要详细证明它，还须将那定义抓。指数与对数函数，两者互为反函数。底数非1的正数，1两边增减变故。函数定义域好求。分母不能等于0，偶次方根须非负，零和负数无对数; 正切函数角不直，余切函数角不平;其余函数实数集，多种情况求交集。两个互为反函数，单调性质都相同;图象互为轴对称，Y=X是对称轴; 求解非常有规律，反解换元定义域;反函数的定义域，原来函数的值域。幂函数性质易记，指数化既约分数;函数性质看指数，奇母奇子奇函数，奇母偶子偶函数，偶母非奇偶函数;图象第一象限内，函数增减看正负。高中数学公式定理记忆口诀之三角函数《三角函数》三角函数是函数，象限符号坐标注。函数图象单位圆，周期奇偶增减现。同角关系很重要，化简证明都需要。正六边形顶点处，从上到下弦切割; 中心记上数字1，连结顶点三角形;向下三角平方和，倒数关系是对角，顶点任意一函数，等于后面两根除。诱导公式就是好，负化正后大化小，变成税角好查表，化简证明少不了。二的一半整数倍，奇数化余偶不变，将其后者视锐角，符号原来函数判。两角和的余弦值，化为单角好求值，余弦积减正弦积，换角变形众公式。和差化积须同名，互余角度变名称。计算证明角先行，注意结构函数名，保持基本量不变，繁难向着简易变。逆反原则作指导，升幂降次和差积。条件等式的证明，方程思想指路明。万能公式不一般，化为有理式居先。公式顺用和逆用，变形运用加巧用; 1加余弦想余弦，1减余弦想正弦，幂升一次角减半，升幂降次它为范; 三角函数反函数，实质就是求角度，先求三角函数值，再判角取值范围; 利用直角三角形，形象直观好换名，简单三角的方程，化为最简求解集; 高中数学公式定理记忆口诀之不等式《不等式》解不等式的途径，利用函数的性质。对指无理不等式，化为有理不等式。高次向着低次代，步步转化要等价。数形之间互转化，帮助解答作用大。证不等式的方法，实数性质威力大。求差与0比大小，作商和1争高下。直接困难分析好，思路清晰综合法。非负常用基本式，正面难则反证法。还有重要不等式，以及数学归纳法。图形函数来帮助，画图建模构造法。高中数学公式定理记忆口诀之数列

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一、教学目标 1、认知目标：了解简单多面体有关概念，探索多面体的欧拉公式。 2、能力目标：培养学生观察、归纳的能力 3、情感目标：让学生学会合作、交流，体会学习和研究数学的方法。 4、创新素质：激发学生对体验式学习的兴趣，增强创新意识。二、教材分析与处理 1、重点: 探索公式，体验数学公式的发现过程。 2、难点: 欧拉公式的发现过程。 3、德育点: 实践出真知，激发学生对数学、对科学的热爱。 4、空白点: 课前让学生做模型，寻找有关欧拉事迹资料，课后反思小结，让学生回忆公式的探索过程。 5、创新点: 课前让学生做模型，课堂上让学生体验公式的发现过程。三、教学内容 9.9 多面体欧拉公式的发现简单多面体欧拉公式教学具选择：多媒体课件、自制多面体实物模型四、教学过程学生课前做多面体模型，寻找资料。三人一组（创新点，合作学习）。 1、创设情境，提出目标，提供信息和条件（1）多媒体演示多面体实物，如金字塔、三棱镜，最后定格在图形C60上。（创新点，学习背景化）

（2）提供信息条件。师：每个多面体由若干个顶点、棱和面构成，它们之间有没有关系？是什么样的规律？板书课题（创新点，利用设疑导课技术切入课题）（3）一名同学介绍欧拉的有关资料，其它同学进行补充（实施德育点，略停几秒钟，让学生回味，采用留白技术，以增加学生对数学史的了解）。以下环节通过教师引导—提示—设疑；学生观察—归纳—猜想—再观察，借以突破难点，掌握重点。 2、学生研究探索师：数学家的探索过程是什么样的？（1）各组展示模型，初步观察、研究，填表见板书（一人记录、一人观察、一人检查）。教师巡视，提示把结果记准确。（2）用表格的形式展示实验结果。（3）小组分析讨论，写出发现的规律。（4）引导学生发表不同意见：有的图形不符合规律。（5）把不符合规律的图形集中展示，观察讨论它们的共同点，捕捉学生思维的闪光点，并渗透拓扑变换思想。师：大家想知道欧拉是怎样研究多面体的吗？观念上创新，把多面体的表面看成用橡皮薄膜制的，方法上创新，向它的内部充气，那么它就会连续（不破裂）变形，把平面变成曲面。（6）想象或讨论：不符合规律的图形和符合规律的图形内部充气后各有什么不同，（7）多媒体分别演示图9-83内部充气的图形（加深体验技术）。问题：上述多面体表面经过连续变形能变为一个球面的是哪些？哪些变为环面？哪些变为两个对接球面？（8）符合规律的图形有什么共同特点？（变成球）得出简单多面体的概念。（9）每组再观察多面体模型，哪些是简单多面体？哪些不是？哪些符合规律？哪些不符合？ 3、交流信息，合作成功问题：根据我们对多面体的分类，结合上面的研究你能得出什么猜想？（创新点，如果学生的猜想与答案不完全一致，引导学生回忆实验过程，不要急于给出结论）（1）用式子表示：（2）用语言叙述：

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。

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

多面体欧拉定理发现教案

多面体欧拉定理的发现(1) 齐鲁石化五中翟慎佳 2003.3 【目的与要求】 1．理解简单多面体的定义 2．理解并熟记欧拉公式 3．会运用欧拉公式及相关知识进行计算及推理【教学思路】正多面体5种→认识欧拉 →拓扑变形→简单多面体概念 →研究正多面体V、F、E的关系 →欧拉定理→证明 →欧拉定理的意义【教学过程】

1.(1) 什么叫正多面体？特征？正多面体是一种特殊的凸多面体，它包括两个特征： ①每个面都是有相同边数的正多边形；②每个顶点都有相同数目的棱数。 (2) 正多面体有哪几种？展示5种正多面体的模型。为什么只有5种正多面体？着名数学家欧拉进行了研究，发现了多面体的顶点数、面数、棱数间的关系。 2. 介绍数学家欧拉欧拉（1707～1783）瑞士数学家，大部分时间在俄国和法国度过。他16岁获硕士学位，早年在数学天才贝努里赏识下开始学习数学，并毕生研究数学，是数学史上最“高产”的数学家，在世发表700多篇论文。他的研究论着几涉及到所有数学分支，有许多公式、定理、解法、函数、方程、常数等是以欧拉名字命名的。欧拉还是数学符号发明者，如用f (x)表示函数、∑表示连加、i表示虚数单位、π、e等。在多面体研究中首先发现并证明了欧拉公式，今天我们沿着他的足迹探索这个公式。

3.通过模型研究正多面体V、F、E的关系发现关系：V+F-E=2。是不是所有多面体都有这样的关系呢？如何去研究呢？需要观念和方法上的创新。 4.多面体拓扑变形与简单多面体的概念考虑一个多面体，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，那么它会连续（不破裂）变形，最后可变成一个球面。像这样，表面经过连续变形可变为球面的多面体，叫做简单多面体。 5.欧拉定理定理简单多面体的顶点数V、棱数E及面数F间有关系 V+F-E=2 公式描述了简单多面体中顶点数、面数、棱数之间特有的规律

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.