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高中物理涉及到的数学知识,看完赶紧收藏吧!太赞了~

 啮雪吞毡 2018-02-16


高中物理老师
3天前


物理君say

都说数学物理不分家,要想学好物理首先得学好数学,因为在物理学中要用到的数学知识简直太多了。无论是力学还是磁场、万有引力定律等等这些公式的运算需要强大的数学基础,今天物理君就给大家归纳了《高中物理涉及到的数学知识!》,赶紧收藏吧!

一. 锐角三角函数

(一) 锐角三角函数的定义。

1.直角三角形的三条边:

如图所示,在直仍三角形ΔABC中,∠C是直角。则AC、BC叫做直角边,AB叫做斜边。∠A、∠B都是锐角。对于∠A来说,AC叫做∠A的邻边,BC叫做∠A的对边。

2.锐角三角函数

初中几何课本中给出锐角三角函数的定义,是依据这样一个基本事实:在直角三角形中,当锐角固定时,它的对边、邻边与斜边的比值是一个固定的值。 关于这点,我们看下图,图中的直角三角形AB1C1,AB2C2,AB3C3,„都有一个相等的锐角A,即锐角A取一个固定值。

如图所示,许许多多直角三角形中相等的那个锐角叠合在一起,并使一条直角边落在同一条直线上,那么斜边必然都落在另一条直线上。不难看出:

B1C1∥B2C2∥B3C3∥„,

∵△AB1C1∽△AB2C2∽△AB3C3∽„,


因此,在这些直角三角形中,∠A的对边与斜边的比值是一个固定的值。 根据同样道理,由“相似形”知识可以知道,在这些直角三角形中,∠A的对边与邻边的比值,∠A的邻边与斜边的比值都分别是某个固定的值。

这样,在△ABC中,∠C为直角,我们把锐角A的对边与斜边的比叫做∠A的正弦,记作SinA;锐角A邻边与斜边的比叫做∠A的余弦,记作CosA;锐角A的对边与邻边的比叫做∠A的正切,记作tgA;锐角A的邻边与对边的比叫做∠A的余切,记作cotA,于是我们得到锐角A的四个锐角三角函数。

三角函数定义如下:

设∠A=α,并令AC=x,BC=y,AB=r,则α的四个三角函数值定义为:


∠A 的正弦、余弦、正切、余切统称为三角函数(高中数学还将会学到其它的三角函数名称)。

(二)锐角三角函数的主要性质:

1三角函数值只是一个比值,由角的大小唯一确定,与直角三角形的边长无关。

2.Sinα、Cosα、tanα、cotα均为正值。

3.当0<α<90°时,正弦与正切函数为增函数;余弦与余切函数为减函数 4.对于同一个角α,存在如下的关系:

①平方和关系:

5. 若α、β互为余角,则有:

Sinα=Cosβ,Cosα=Sinβ,tanα=cotβ,cotα=tanβ


(三)0-90°之间的特殊角的各三角函数值:

高中物理计算中经常用到0、30°、37°、45°、53°、60°、90°的角的三角函数的值。现把这些值列在下面的表格中,这些值都是要求记忆的。其它角度的三角函数的值可以查数学用表或用计算器来算

表格中的37°和53°角同学们在初中很少遇到,但我们在高中物理中经常要用到它们。其实这两个角也是大家很熟悉的,还记得“勾3股4弦必5”吧?在这个直角三角形中,长为5的边所对的是直角,长为3的边所对的锐角就是37°,长为4的边对的角就是53°

二、正余弦定律

三、直线方程

四、一元二次函数
五、角的弧度制表示

1.弧度制——另一种度量角的单位制

角的单位,除了我们熟知的“度、分、秒”以外,还可以用另一个单位——弧度。它的单位是“弧度”,记作rad ,读作弧度。

在一个圆中,圆心角的弧度值等于圆弧的长度除以圆的半径。所以,当圆弧的长度等于圆的半径长度时,这段圆弧所对的圆心角称为1弧度的角。如图: ∠AOB=1rad ∠AOC=2rad

2、角度制与弧度制的换算

显然,一个平角是,对应的弧长就是一个“半圆”,如果这个圆的半径是R,那么这段弧长就是πR,所以,180°的角用弧度做单位就是180°=Rπ/R =π弧度πrad。这个关系式可以作为角度与弧度的换算关系式。

由上述关系式可知:

今后在具体运算时,“弧度”二字和单位符号“rad”可以省略不写。例如:3表示3rad sinπ表示πrad角的正弦一些特殊角的度数与弧度数的对应值应该记住。你能自己推出30°、45°、60°、90°、120°、150°分别等于多少rad了吧!

六、例题分析

在物理中应用锐角的三角函数,要深刻理解锐角三角函数定义,一般说来注意以下三点方法就够用了:

(1)准确理解锐角三角函数定义。

要熟记每个锐角三角函数是怎样规定的,是角的哪条边与哪条边的比;在具体应用定义时,要注意分清图形中,哪条边是角的对边,哪条边是角的邻边,哪条边是斜边。

例1.求出图中sinD,tgE的值。

(2)角A的锐角三角函数值与三角形的大小,即边的长短无关。

根据这一点,我们在已知一个角的任意一个三角函数时,可以通过画直角三角形的办法来求出这个角的所有的三角函数的值,而不一定要知道这个角究竟是多少度的角。

例2,已知A是锐角,tanA=0.75,求SinA、CosA的值。

分析与解答:

因为tanA=0.75,即∠A的对边与邻边的比值是0.75,我们把这个比值化为最简单的整数比即为3:4,所以我们可以画一个直角三角形,(如图,各边的长度不一定要很准确)。它的两条直角边的长分别是3和4,那么由勾股定理可得,斜边的长度为:

(3)熟记特殊角的三角函数的值。

例3.α为锐角,试比较sinα与cosα的大小。 分析与解答:

先分析比较特殊角的三角函数的值的特点。可知

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