章末复习
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第一单元《圆》章末同步练习2022—2023北师大版六年级上册(含答案)一、选择题1. 在一个长6厘米、宽4厘米的长方形中画一个最大的圆,这个圆的()厘米。
A.直径是6 B.半径是6 C.直径是4 D.半径是42. 在一个长方形内有4个相同的圆(如图),长方形的长是16厘米,长方形的宽是()厘米。
A.1 B.2 C.4 D.83. 下面说法正确的是()A.甲比乙多,也就是乙比甲少.B.一个假分数的倒数一定比这个假分数大.C.一个数(0除外)除以分数的商一定一定比原来的数小.D.圆有无数条对称轴.4. 下面各图中,正确画出直径的是()。
A.B.C.D.5. 一个正方形的周长和一个圆的周长相等,哪个图形的面积大()。
A.正方形B.圆C.一样大二、填空题6. 一个圆的半径是2厘米,它的周长是( )厘米,面积是( )平方厘米。
7. 用( )可以画出一个精确的圆。
( )决定圆的大小,( )决定圆的位置。
8. 如图是14个圆,它的半径是8厘米,它的周长___________厘米,面积是___________平方厘米。
9. 一个长16厘米,宽12厘米的长方形最多可以剪( )个半径为4厘米的圆。
10. 如图,一张直径是4厘米的圆形纸片在一个边长为8厘米的正方形内任意移动,这张圆形纸片不可能接触到的部分的面积是( )平方厘米。
11. 一个半圆形的养鱼池,直径6米,它的周长是( )米,占地面积是( )平方米。
12. 一只挂钟的时针长9厘米,经过6小时后,它扫过的面积是( ),时针针尖走过的路程是( )。
13. 一个没有标出圆心的圆片,至少经过( )次对折才能找到圆心,一次对折后的折痕就是圆的( ),圆心决定圆的( )。
14. 在长10cm、宽6cm的长方形中画一个最大的圆,这个圆的半径是________cm,面积是________2cm。
(π取3.14)15. 一个圆形花坛,直径是20m,在它的外围修一条2m宽的石子小路,这条小路的面积是( )2m。
新教材高中地理湘教版必修第一册:专项培优4 章末专题复习知识网络·宏观掌控专题一运用水循环原理探究生活实例高考对于水循环的考查,多结合一些生活中常见的现象。
可借助水循环示意图,分解这些现象的主要环节,探究其成因。
1.实例——沼泽湿地的形成一般情况下,一个地区在地势低平、排水不畅、降水量大、蒸发量小、不易下渗等多个条件作用下,土壤过度潮湿会形成沼泽湿地。
如下图所示:2.实例——内流河断流的原因内流河地处大陆内部,远离海洋,流域内降水少,河流流量普遍较小;河流流经沙漠等干旱地区时,下渗严重;气温升高,蒸发量会增大,再加上人类过度引用河水,河流水量会大量减少,出现断流现象。
如下图所示:3.实例——土地盐碱化的成因一些干旱、半干旱和半湿润地区,如我国西北和华北地区,降水较少,人类不合理的灌溉,再加上地势低平,排水不畅,导致下渗增多,地下水位上升,土壤中的盐分随水上泛至地表,由于蒸发旺盛,水分蒸发而盐分保留在地表造成土地盐碱化。
如下图所示:4.实例——城市内涝的成因城市建设使地表植被减少,地表硬化,降水时,地表水下渗减少,地表径流增多,易造成城市内涝。
如下图所示:应用体验[2022·北京怀柔高一期末]下图为“海绵城市雨水收集利用示意图”。
阅读图文材料,回答下列问题。
活动一初识海绵城市(1)海绵城市针对“下渗减排”采取的具体措施是、等。
(2)修建蓄水池、雨水罐等设施可显著影响水循环、环节。
活动二聚焦雨水花园建设雨水花园体现了海绵城市理念。
下图为“雨水花园结构图”。
(3)(双项选择题)雨水花园中()A.地表洼地可以滞留雨水B.花草灌木减弱蒸腾作用C.种植土层加剧土壤侵蚀D.砂层、砾石层利于蓄水活动三了解雨水用途经调查发现,大量的雨水通过收集装置、过滤装置、传输通道以及储存装置被收存利用。
(4)海绵城市收存的雨水可用于回补地下水、和等。
活动四认识海绵城市的意义(5)(双项选择题)建设“海绵城市”可以。
第23章 章末复习〔曹瑶〕一、本章思维导图二、典型例题讲解例1、随着我国经济快速开展,轿车进入百姓家庭,小明同学在街头观察出以下四种汽车标志,其中既是中心对称图形,又是轴对称图形的是〔 〕A .B .C .D .【知识点】中心对称图形;轴对称图形质【解题过程】解:A 、不是轴对称图形,是中心对称图形;定义性质定义性质1、平面内、一个图形定义2、绕旋转中心、某个方向3、转动一定角度〔旋转角〕性质1、图形的形状、大小不变2、对应线段、对应角相等3、对应点到旋转中心距离相等4、对应点与旋转中心连线夹角相等性质3、转动180°1、图形的形状、大小不变2、对应线段、对应角相等3、对应线段平行〔或者在同一直线上〕且相等4、对称点所连线段都经过对称中心,并且被对称中心所平分中心对称定义1、平面内、一个图形2、绕旋转中心 图案设计成中心对称中心对称图形 关于原点对称的点的坐标旋转平移轴对称B 、是轴对称图形,不是中心对称图形;C 、是轴对称图形,也是中心对称图形;D 、不是轴对称图形,是中心对称图形. 应选C .【思路点拨】根据轴对称图形与中心对称图形的概念求解 【答案】C例2、如图,菱形OABC 的一边OA 在x 轴上,将菱形OABC 绕原点O 顺时针旋转75°至OA′B′C′的位置,假设OB =23,∠C =120°,那么点B′的坐标为 〔 〕C'B'A'ACBOx yA.(3,3)B. (3,3)-C. (6,6)D. (6,6)-【知识点】坐标与图形的旋转变化,菱形的性质,垂直的定义,旋转的性质 【数学思想】数形结合【解题过程】首先根据菱形的性质,即可求得∠AOB 的度数,又由将菱形OABC 绕原点O 顺时针旋转75°至OA′B′C′的位置,可求得∠B′OA 的度数,然后在Rt △B′OF 中,利用三角函数即可求得OF 与B′F 的长,那么可得点B′的坐标:过点B 作BE ⊥OA 于E ,过点B′作B′F ⊥OA 于F ,∴∠BEO =B′FO =90°. ∵四边形OABC 是菱形,∴OA ∥BC ,∠AOB =12∠AOC .∵∠AOC +∠C =180°,∠C =120°,∴∠AOC =60°,∠AOB =30°. ∵菱形OABC 绕原点O 顺时针旋转75°至OA′B′C′的位置, ∴∠BOB′=75°,O B′=OB=.∴∠B′OF =45°. 在等腰Rt △B′OF 中,OF =OB ′÷2=×=∴B′F=∵点B′在第四象限,∴点B′的坐标为:.应选D.【思路点拨】利用旋转的性质,找到特殊的直角三角形即可解题. 【答案】D例3、在Rt △ABC 中,∠A =90°,AC =AB =4, D 、E 分别是AB 、AC 的中点.假设等腰Rt △ADE 绕点A 逆时针旋转,得到等腰Rt △AD 1E 1,设旋转角为α〔0<α≤180°〕,记直线BD 1与CE 1的交点为P .(1)如图1,当α=90°时,线段BD 1的长等于 ,线段CE 1的长等于 ;〔直接填写结果〕(2)如图2,当α=135°时,求证:BD 1= CE 1,且BD 1⊥CE 1.E 1BCE D (D 1)APE 1BCEDD 1A图1 图2【知识点】旋转变换 【数学思想】数形结合 【解题过程】解:〔1〕∵∠A =90°,AC =AB =4,D 、E 分别是边AB 、AC 的中点,∴AE =AD =2,∵等腰Rt △ADE 绕点A 逆时针旋转,得到等腰Rt △AD 1E 1,设旋转角为α〔0<α≤180°〕, ∴当α=90°时,AE 1=2,∠E 1AE =90°,1BD ==∴1E C ==故答案为25,25;(2)证明:当α=135°时,如图2,∵Rt△AD1E1是由Rt△ADE绕点A逆时针旋转135°得到∴AD1=AE1,∠D1AB=∠E1AC=135°,在△D1AB和△E1AC中∵1111AD AED ABE ACAB AC=⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴△D1AB≌△E1AC〔SAS〕,∴BD1=CE1,且∠D1BA=∠E1CA,记直线BD1与AC交于点F,∴∠BF A=∠CFP,∴∠CPF=∠F AB=90°,∴BD1⊥CE1 .【思路点拨】〔1〕利用等腰直角三角形的性质结合勾股定理分别得出BD1的长和CE1的长;〔2〕根据旋转的性质得出,∠D1AB=∠E1AC=135°,进而求出△D1AB≌△E1AC〔SAS〕,即可得出答案.【答案】详见解题过程第23章章末检测题〔曹瑶〕一、选择题〔每题4分,共48分〕1、以下图形中,是中心对称但不是轴对称图形的是〔〕A.B.C.D.【知识点】轴对称图形与中心对称图形的概念【解题过程】A、是轴对称图形,不是中心对称图形,故此选项错误;B、不是轴对称图形,不是中心对称图形,故此选项错误;C、不是轴对称图形,是中心对称图形,故此选项正确;D、是轴对称图形,是中心对称图形,故此选项错误.应选C.【思路点拨】结合选项根据轴对称图形与中心对称图形的概念求解即可.【答案】C2、将叶片图案旋转180°后,得到的图形是()【知识点】图案旋转【解题过程】A是叶片图案经过翻转、旋转得到;B与叶片图案成轴对称;C是叶片图案经过平移得到;D是叶片图案旋转180°后得到.所以应选D.【思路点拨】以旋转图形的定义为依据进展判断,观察图形可知【答案】D.3、如图,在等腰直角△ABC中,∠B=90°,将△ABC绕顶点A逆时针方向旋转60°后得到△AB′C′,那么∠BAC'等于〔〕A.60°B.105°C.120°D.135°【知识点】旋转角【数学思想】数形结合【解题过程】∵△ABC绕顶点A逆时针方向旋转60°后得到△AB′C′,∴∠CAC′=60°,又∵等腰直角△ABC中,∠B=90°,∴∠BAC=45°,∴∠BAC′=∠BAC+∠CAC′=45°+60°=105°.故答案为105°【思路点拨】抓准旋转的性质,旋转角相等即可解题.【答案】B.4、在平面直角坐标系中,A点坐标为(3,4),将OA绕原点O逆时针旋转90°得到OB,那么点B的坐标是()A.(-4,3)B.(-3,4)C.(3,-4)D.(4,-3)【知识点】坐标系中点的旋转【数学思想】数形结合【解题过程】解:如图:∴点B的坐标为〔-4,3〕.应选A.【思路点拨】画出坐标系,利用全等三角形解题.【答案】A.5、如图是一个中心对称图形,A为对称中心,假设∠C=90°,∠B=30°,AC=1,那么BB'的长为〔〕A.4 B.2 C.1 D.3【知识点】中心对称【数学思想】数形结合【解题过程】∵此图是中心对称图形,A为对称中心,∴△BAC≌△B′AC′,∴∠B =∠B′,∠C =∠C′,AC =AC′,AB=AB', ∵∠C =90°,∠B =30°,AC =1, ∴AB′=2AC′=2,∴BB'=2AB'=4. 应选A .【思路点拨】利用中心对称图形关于A 为对称中心,得出两图形全等,即可解决. 【答案】A .6、如图,8×8方格纸上的两条对称轴EF 、MN 相交于中心点O ,对△ABC 分别作以下变换: ①先以点A 为中心顺时针方向旋转90°,再向右平移4格、向上平移4格;②先以点O 为中心作中心对称图形,再以点A 的对应点为中心逆时针方向旋转90°; ③先以直线MN 为轴作轴对称图形,再向上平移4格,再以点A 的对应点为中心顺时针方向旋转90°.其中,能将△ABC 变换成△PQR 的是( ) A.①② B.①③ C.②③ D.①②③【知识点】平移、旋转、轴对称 【数学思想】数形结合【解题过程】根据题意分析可得:①②③都可以使△ABC 变换成△PQR . 应选D .【思路点拨】利用平移、旋转、轴对称的定义. 【答案】D7、如图,边长为1的正方形ABCD 绕点A 逆时针旋转30°到正方形AB'C'D',图中阴影局部的面积为( ) A.21 B.33 C. 33-1 D.43-1【知识点】旋转的性质 【数学思想】数形结合【解题过程】如图,设B′C′与CD 的交点为E ,连接AE ,在Rt △AB′E 和Rt △ADE 中, AE =AE ,AB′=AD ,∴Rt △AB′E ≌Rt △ADE 〔HL 〕, ∴∠DAE =∠B′AE , ∵旋转角为30°, ∴∠DAB′=60°, ∴∠DAE =0.5×60°=30°, ∴DE =33∴阴影局部的面积=1—33 应选C .【思路点拨】找准旋转角,利用30°的直角三角形解题. 【答案】C8、如图,直线434+-=x y 与x 轴、y 轴分别交于A 、B 两点,把△AOB 绕点A 顺针旋转90°后得到△AOB′,那么点B′的坐标是〔 〕A.〔3,4〕B.〔4,5〕C.〔7,4〕D.〔7,3〕【知识点】坐标系中点的旋转 【数学思想】数形结合【解题过程】直线434+-=x y 与x 轴,y 轴分别交于A 〔3,0〕,B 〔0,4〕两点.旋转前后三角形全等.由图易知点B′的纵坐标为OA 长,即为3, ∴横坐标为OA +OB =OA +O′B′=3+4=7. 应选D .【思路点拨】找对应线段,利用三角形全等. 【答案】D9、将含有30°角的直角三角板OAB 如图放置在平面直角坐标中,OB 在x 轴上,假设OA =2,将三角板绕原点O 顺时针旋转75°,那么点A 的对应点A′的坐标为〔 〕A.3(,)1B.1(,)3-C.2(,)2-D.2(-,)2 【知识点】坐标与图形变化-旋转. 【数学思想】数形结合 【解题过程】解:如图,∵三角板绕原点O 顺时针旋转75°, ∴旋转后OA 与y 轴夹角为45°, ∵OA =2, ∴OA′=2,∴点A′的横坐标为2222=⨯,纵坐标为2222-=⨯-,所以A′点的坐标为)2,2(-,应选C. 【思路点拨】利用旋转性质得出OA′线段长度和各夹角大小,然后求出A′的坐标. 【答案】C.10、坐标平面上的机器人承受指令“[a ,A ]〞(a ≥0,0°<A <180°)后的行动结果为:在原地顺时针旋转A 后,再向面对方向沿直线行走a . 假设机器人的位置在原点,面对方向为y 轴的负半轴,那么它完成一次指令[2,60°]后,所在位置的坐标为( )A. (-1,-3)B. (-1,3)C.(3,-1)D.(-3,-1)【知识点】图形旋转【数学思想】数形结合【解题过程】由得到:OA=2,∠COA=60°,过A作AB⊥x轴于B,∴∠BOA=90°-60°=30°,∴AB=1,由勾股定理得:OB=3,∴A的坐标是〔-3,-1〕.应选C.【思路点拨】旋转过程中对应线段相等【答案】D.11、如图,等边三角形的顶点A〔1,1〕、B〔3,1〕,规定把等边△ABC“先沿x轴翻折,再向左平移1个单位〞为一次変换,如果这样连续经过2021次变换后,等边△ABC的顶点C的坐标为〔〕.A.),132014(+-B.),132014(--C.),132014(-D.),132014(+ 【知识点】翻折变换〔折叠问题〕;等边三角形的性质;坐标与图形变化-平移.【数学思想】数形结合【解题过程】解:∵△ABC 是等边三角形AB =3﹣1=2,∴点C 到x 轴的距离为1+2×23=3+1, 横坐标为2,∴A 〔2,3+1〕,第2021次变换后的三角形在x 轴上方,点A 的纵坐标为3+1,横坐标为2-2021×1=-2021, 所以,点A 的对应点A′的坐标是(-2021,3+1)故答案为:A (-2021,3+1).【思路点拨】据轴对称判断出点A 变换后在x 轴上方,然后求出点A 纵坐标,再根据平移的距离求出点A 变换后的横坐标,最后写出即可.【答案】A .12、如图,边长为1的正方形ABCD 的对角线AC 、BD 相交于点O .有直角∠MPN ,使直角顶点P 与点O 重合,直角边PM 、PN 分别与OA 、OB 重合,然后逆时针旋转∠MPN ,旋转角为θ〔0°<θ<90°〕,PM 、PN 分别交AB 、BC 于E 、F 两点,连接EF 交OB 于点G ,那么以下结论中正确的个数是〔 〕.〔1〕EF =2OE ;〔2〕S 四边形OEBF :S 正方形ABCD =1:4;〔3〕BE +BF =2OA ;〔4〕在旋转过程中,当△BEF 与△COF 的面积之和最大时,AE =43.【知识点】四边形的旋转【数学思想】数形结合【解题过程】解:〔1〕∵四边形ABCD 是正方形,∴OB=OC ,∠OBE =∠OCF =45°,∠BOC =90°,∴∠BOF +∠COF =90°,∵∠EOF =90°,∴∠BOF +∠COE =90°,∴∠BOE =∠COF ,在△BOE 和△COF 中,⎪⎩⎪⎨⎧∠=∠=∠=∠OCF OBE OCOB COF BOE , ∴△BOE ≌△COF 〔ASA 〕,∴OE =OF ,BE =CF ,∴EF =2OE ;故正确; 〔2〕∵S 四边形OEBF =S △BOE +S △BOF =S △BOF +S △COF =S △BOC =41S 正方形ABCD , ∴S 四边形OEBF :S 正方形ABCD =1:4;故正确;〔3〕∴BE +BF =BF +CF =BC =2OA ;故正确;〔4〕过点O 作OH ⊥BC , ∵BC =1,∴OH =21BC =21, 设AE =x ,那么BE =CF =1﹣x ,BF =x ,∴S △BEF +S △COF =21BE •BF +21CF •OH =21x 〔1﹣x 〕+21〔1﹣x 〕×21 =﹣21〔x ﹣41〕2+329, ∵a =﹣21<0, ∴当x =41时,S △BEF +S △COF 最大;即在旋转过程中,当△BEF 与△COF 的面积之和最大时,AE =41;故错误. 【思路点拨】〔1〕由四边形ABCD 是正方形,直角∠MPN ,易证得△BOE ≌△COF 〔ASA 〕,那么可证得结论;〔2〕由〔1〕易证得S 四边形OEBF =S △BOC =41S 正方形ABCD ,那么可证得结论; 〔3〕由BE =CF ,可得BE +BF =BC ,然后由等腰直角三角形的性质,证得BE +BF =2OA ; 〔4〕首先设AE =x ,那么BE =CF =1﹣x ,BF =x ,继而表示出△BEF 与△COF 的面积之和,然后利用二次函数的最值问题,求得答案.【答案】C二、填空题〔每题4分,共24分〕13、下面图形:①四边形,②等边三角形,③正方形,④等腰梯形,⑤平行四边形,⑥圆,其中既是轴对称图形又是中心对称图形的有 .〔填序号〕【知识点】轴对称、中心对称【解题过程】①是轴对称图形,也是中心对称图形;②是轴对称图形,不是中心对称图形;③不是轴对称图形,是中心对称图形;④是轴对称图形,不是中心对称图形;⑤不是轴对称图形,是中心对称图形;⑥是轴对称图形,也是中心对称图形.应选答案为:①⑥.【思路点拨】把握住轴对称和中心对称的定义即可.【答案】①⑥14、小明、小辉两家所在位置关于学校中心对称,如果小明家距学校2公里,那么他们两家相距 公里.【知识点】中心对称图形的性质【解题过程】解:∵小明、小辉两家所在位置关于学校中心对称,∴小明、小辉两家到学校距离相等,∵小明家距学校2公里,∴他们两家相距:4公里. 故答案为4.【思路点拨】根据中心对称图形的性质,得出小明、小辉两家到学校距离相等,即可得出答案.【答案】4.15、将两块直角三角尺的直角顶点重合为如图的位置,假设∠AOD =110°,那么∠BOC =_____. D C B A O【知识点】旋转角【数学思想】数形结合【解题过程】由题意可得∠AOB +∠COD =180°,又∠AOB +∠COD =∠AOC +2∠COB +∠BOD =∠AOD +∠COB ,∵∠AOD =110°,∴∠COB =70°.故答案为70°.【思路点拨】旋转角相等【答案】70°16、如图,在正方形ABCD 内作∠EAF =45°,AE 交BC 于点E ,AF 交CD 于点F ,连接EF ,过点A 作AH ⊥EF ,垂足为H ,将△ADF 绕点A 顺时针旋转90°得到△ABG ,假设BE =2,DF =3,那么AH 的长为 .【知识点】旋转的性质【数学思想】数形结合【解题过程】解:由旋转的性质可知:AF=AG ,∠DAF =∠BAG .∵四边形ABCD 为正方形,∴∠BAD =90°.又∵∠EAF =45°,∴∠BAE+∠DAF =45°.∴∠BAG +∠BAE =45°.∴∠GAE =∠F AE .在△GAE 和△F AE 中⎪⎩⎪⎨⎧=∠=∠=AE AE FAE GAE AF AG∴△GAE ≌△F AE .∵AB ⊥GE ,AH ⊥EF ,∴AB=AH ,GE=EF =5.设正方形的边长为x ,那么EC=x-2,FC=x-3.在Rt △EFC 中,由勾股定理得:EF 2=FC 2+EC 2,即〔x -2〕2+〔x -3〕2=25.解得:x =6.∴AB =6.∴AH =6.故答案为:6.【思路点拨】由旋转的性质可知:AF =AG ,∠DAF =∠BAG ,接下来再证明∠GAE =∠F AE ,由全等三角形的性质可知:AB=AH ,GE=EF =5.设正方形的边长为x ,接下来,在Rt △EFC 中,依据勾股定理列方程求解即可.【答案】6.17、如图,等边△ABC 绕点B 逆时针旋转30°时,点C 转到C′的位置,且BC′与AC 交于点D ,那么CD D C '的值为 . 【知识点】旋转的性质,等边三角形的性质【数学思想】数形结合【解题过程】设等边△ABC 的边长是a ,那么BD =23BC 3, C′D =331a a ⎛= ⎝⎭,CD = 12a .∴31'2312a C D CD a ⎛ ⎝⎭==【思路点拨】等边△ABC 绕点B 逆时针旋转30°时,那么△BCD 是直角三角形,即可求解.【答案】23.18、如图,边长为1的正方形ABCD 中绕点A 逆时针旋转30°得到正方形AB′C′D′,那么图中阴影局部的面积为 .【知识点】旋转的性质;正方形的性质.【数学思想】数形结合【解题过程】如图,连接AO ,根据旋转的性质,得∠BAB′=30°,那么∠DAB′=60°.在Rt △ADO 和Rt △AB′O 中,AD=AB′,AO=AO ,∴Rt △ADO ≌Rt △AB′O .∴∠OAD =∠OAB′=30°.又∵AD =1,∴OD =AD •tan ∠OAD =33 ∴阴影局部的面积33133212=⨯⨯⨯=,故答案为33 【思路点拨】此题只需把公共局部分割成两个三角形,根据旋转的旋转发现两个三角形全等,从而求得直角三角形的边,再进一步计算其面积.【答案】33 三、解答题〔共78分〕19、〔6分〕如图,在平面直角坐标系中,点A 、B 、C 的坐标分别为〔﹣1,3〕、〔﹣4,1〕〔﹣2,1〕,先将△ABC 沿一确定方向平移得到△A 1B 1C 1,点B 的对应点B 1的坐标是〔1,2〕,再将△A 1B 1C 1绕原点O 顺时针旋转90°得到△A 2B 2C 2,点A 1的对应点为点A 2.〔1〕画出△A 1B 1C 1;〔2〕画出△A 2B 2C 2;〔3〕求出在这两次变换过程中,点A 经过点A 1到达A 2的路径总长.【知识点】作图-旋转变换;作图-平移变换【数学思想】数形结合【解题过程】解:〔1〕如图,△A 1B 1C 1为所作;〔2〕如图,△A 2B 2C 2为所作;〔3〕OA =244422=+.点A 经过点A 1到达A 2的路径总长=18024901522••++π=π2226+. 【思路点拨】〔1〕由B 点坐标和B 1的坐标得到△ABC 向右平移5个单位,再向上平移1个单位得到△A 1B 1C 1,那么根据点平移的规律写出A 1和C 1的坐标,然后描点即可得到△A 1B 1C 1;〔2〕利用网格特点和旋转的性质画出点A1的对应点为点A2,点B1的对应点为点B2,点C1的对应点为点C2,从而得到△A2B2C2;〔3〕先利用勾股定理计算平移的距离,再计算以OA1为半径,圆心角为90°的弧长,然后把它们相加即可得到这两次变换过程中,点A经过点A1到达A2的路径总长.【答案】〔1〕见上图〔2〕见上图〔3〕π226+220、〔8分〕四边形ABCD是正方形,△ADF旋转一定角度后得△ABE,如下图,如果AF=4,AB=7.〔1〕指出旋转中心和旋转角度;〔2〕求DE的长度.【知识点】旋转的性质【数学思想】数形结合【解题过程】〔1〕根据正方形的性质可知:△AFD≌△AEB,即AE=AF=4,∠EAF=90°,∠EBA=∠FDA;可得旋转中心为点A;〔2〕DE=AD-AE=7-4=3.【思路点拨】利用旋转的性质找到旋转角和对应线段即可.【答案】〔1〕点A;旋转角度为90°或270°〔2〕321、〔8分〕如图,在直角三角形ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=10,将△ABC绕点B沿顺时针方向旋转90°得到△A1BC1.〔1〕线段A1C1的长度是,∠CBA1的度数是.〔2〕连接CC1,求证:四边形CBA1C1是平行四边形.【知识点】旋转的性质,等腰直角三角形的性质,平行四边形的判定【解题过程】解:〔1〕10;135°.〔2〕证明:∵∠A 1C 1B =∠C 1BC =90°,∴A 1C 1∥BC .又∵A 1C 1=AC =BC ,∴四边形CBA 1C 1是平行四边形.【思路点拨】〔1〕由于将△ABC 绕点B 沿顺时针方向旋转90°得到△A 1BC 1,根据旋转的性质可以得到A 1C 1=AC =10,∠CBC 1=90°,而△ABC 是等腰直角三角形,利用等腰直角三角形的性质即可求出∠CBA 1=∠CBC 1+∠A 1BC 1=90°+45°=135°.〔2〕由∠A 1C 1B =∠C 1BC =90°可以得到A 1C 1∥BC ,又A 1C 1=AC =BC ,利用评选四边形的判定即可证明.【答案】〔1〕10;135° 〔2〕略22、〔10分〕两个长为2cm ,宽为1cm 的长方形,摆放在直线l 上〔如图①〕,CE =2cm ,将长方形ABCD 绕着点C 顺时针旋转α角,将长方形EFGH 绕着点E 逆时针旋转一样的角度.〔1〕当旋转到顶点D 、H 重合时,连接AE 、CG ,求证:△AED ≌△GCD 〔如图②〕. 〔2〕当α=45°时〔如图③〕,求证:四边形MHND 为正方形.【知识点】旋转的性质;全等三角形的判定与性质;矩形的性质与判定;正方形的判定【数学思想】数形结合【解题过程】证明:〔1〕如图②,∵由题意知,AD=GD ,ED=CD ,∠ADC=∠GDE=90°,∴∠ADC+∠CDE=∠GDE+∠CDE ,即∠ADE=∠GDC ,在△AED 与△GCD 中,AD GD ADE GDC ED CD =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴△AED ≌△GCD 〔SAS 〕;〔2〕如图③,∵α=45°,BC∥EH,∴∠NCE=∠NEC=45°,CN=NE,∴∠CNE=90°,∴∠DNH=90°,∵∠D=∠H=90°,∴四边形MHND是矩形,∵CN=NE,∴DN=NH,∴矩形MHND是正方形.【思路点拨】〔1〕根旋转的性质得AD=GD,CD=ED,由于∠CDE=∠EDC,那么可根据全等三角形的判定方法SAS得到△AED≌△GCD〔SAS〕;〔2〕由于α=45°,结合旋转的性质,∠CNE=90°,再根据矩形的性质∠GHN=∠AND=90°,可以判定四边形MHND是矩形,最后根据DN=NH,所以可判断矩形MHND是正方形.【答案】见解题过程23、〔10分〕如图,△ABC是等腰三角形,顶角∠BAC=α〔α<60°〕,D是BC边上的一点,连接AD,线段AD绕点A顺时针旋转α到AE,过点E作BC的平行线,交AB于点F,连接DE,BE,DF.〔1〕求证:BE=CD;〔2〕假设AD⊥BC,试判断四边形BDFE的形状,并给出证明.【知识点】全等三角形的判定与性质;菱形的判定;旋转的性质.【数学思想】数形结合【解题过程】证明:〔1〕∵△ABC是等腰三角形,顶角∠BAC=α〔α<60°〕,线段AD绕点A顺时针旋转α到AE,∴AB =AC , ∴∠BAE =∠CAD , 在△ACD 和△ABE 中,⎪⎩⎪⎨⎧=∠=∠=AD AE CAD BAE AC AB , ∴△ACD ≌△ABE 〔SAS 〕, ∴BE =CD ; 〔2〕∵AD ⊥BC , ∴BD =CD ,∴BE =BD =CD ,∠BAD =∠CAD , ∴∠BAE =∠BAD , 在△ABD 和△ABE 中,⎪⎩⎪⎨⎧=∠=∠=AD AE BAD BAE AB AB , ∴△ABD ≌△ABE 〔SAS 〕, ∴∠EBF =∠DBF , ∵EF ∥BC , ∴∠DBF =∠EFB , ∴∠EBF =∠EFB , ∴EB =EF , ∴BD =BE =EF =FD , ∴四边形BDFE 为菱形 【思路点拨】〔1〕根据旋转可得∠BAE =∠CAD ,从而SAS 证明△ACD ≌△ABE ,得出答案BE =CD ; (2)由AD ⊥BC ,SAS 可得△ACD ≌△ABE ≌△ABD ,得出BE =BD =CD ,∠EBF =∠DBF ,再由EF ∥BC ,∠DBF =∠EFB ,从而得出∠EBF =∠EFB ,那么EB =EF ,证明得出四边形BDFE 为菱形【答案】 详见解题过程24、〔12分〕数学问题:计算m 1+21m +31m +...+n m1〔其中m 、n 都是正整数,且m ≥2,n ≥1〕. 探究问题:为解决上面的数学问题,我们运用数形结合的思想方法,通过不断地分割一个面积为1的正方形,把数量关系和几何图形巧妙地结合起来,并采取一般问题特殊化的策略来进展探究. 探究一:计算21+221+321+...+n 21. 第1次分割,把正方形的面积二等分,其中阴影局部的面积为21; 第2次分割,把上次分割图中空白局部的面积继续二等分,阴影局部的面积之和为21+221; 第3次分割,把上次分割图中空白局部的面积继续二等分,…; …第n 次分割,把上次分割图中空白局部的面积最后二等分,所有阴影局部的面积之和为21+221+321+...+n 21,最后空白局部的面积是n 21. 根据第n 次分割图可得等式:21+221+321+...+n 21.=1﹣n 21.探究二:计算31+231+331+...+n 31.第1次分割,把正方形的面积三等分,其中阴影局部的面积为32; 第2次分割,把上次分割图中空白局部的面积继续三等分,阴影局部的面积之和为32+232; 第3次分割,把上次分割图中空白局部的面积继续三等分,…; …第n 次分割,把上次分割图中空白局部的面积最后三等分,所有阴影局部的面积之和为32+232+332+...+n 32,最后空白局部的面积是n 31. 根据第n 次分割图可得等式:32+232+332+...+n 32=1﹣n 31,两边同除以2,得31+231+331+...+n 31=21-n321⨯.探究三:计算n 41...41414132++++.〔仿照上述方法,只画出第n 次分割图,在图上标注阴影局部面积,并写出探究过程〕解决问题:计算m 1+21m +31m +...+n m1. 〔只需画出第n 次分割图,在图上标注阴影局部面积,并完成以下填空〕 根据第n 次分割图可得等式: , 所以,m 1+21m +31m +...+n m1= . 拓广应用:计算n n 51-5...51-551-551-53322++++. 【知识点】作图—应用与设计作图;规律型:图形的变化类 【数学思想】数形结合【解题过程】解:探究三:第1次分割,把正方形的面积四等分,其中阴影局部的面积为43; 第2次分割,把上次分割图中空白局部的面积继续四等分, 阴影局部的面积之和为24343+; 第3次分割,把上次分割图中空白局部的面积继续四等分, …,第n 次分割,把上次分割图中空白局部的面积最后四等分,所有阴影局部的面积之和为:n 43...43434332++++,最后的空白局部的面积是n 41,根据第n 次分割图可得等式:n n 41-143...43434332=++++,两边同除以3,得nn 431-3141...41414132⨯=++++; 解决问题:n n mm m m m m m m m 1-11-...1-1-1-32=++++, m 1+21m +31m +...+n m 1=nm m m ⨯---)(1111;故答案为:n n 41-143...43434332=++++,nmm m ⨯---)(1111.拓广应用:n n 51-5...51-551-551-53322++++ =1﹣51+1﹣251+1﹣351+…+1﹣n 51,=n ﹣〔51+251+351+…+n 51〕,=n ﹣〔41﹣n 541⨯〕,=nn 54141⨯+-.【思路点拨】探究三:根据探究二的分割方法依次进展分割,然后表示出阴影局部的面积,再除以3即可;解决问题:按照探究二的分割方法依次分割,然后表示出阴影局部的面积及,再除以〔m ﹣1〕即可得解;拓广应用:先把每一个分数分成1减去一个分数,然后应用公式进展计算即可得解.【答案】n n 41-143...43434332=++++,nm m m ⨯---)(1111,n n 51-5...51-551-551-53322++++=n n 54141⨯+- 25、〔12分〕在校园文化建立活动中,需要裁剪一些菱形来美化教室.现有平行四边形ABCD 的邻边长分别为1,a 〔a >1〕的纸片,先剪去一个菱形,余下一个四边形,在余下的四边形纸片中再剪去一个菱形,又余下一个四边形,…依此类推,请画出剪三次后余下的四边形是菱形的裁剪线的各种示意图,并求出a 的值. 【知识点】作图—应用与设计作图 【数学思想】数形结合【解题过程】解:①如图,a =4,②如图,a =25,③如图,a =34,④如图,a =35,【思路点拨】平行四边形ABCD 的邻边长分别为1,a 〔a >1〕,剪三次后余下的四边形是菱形的4种情况画出示意图. 【答案】a =4、a =25、a =34、a =35. 26、〔12分〕:点P 是平行四边形ABCD 对角线AC 所在直线上的一个动点〔点P 不与点A 、C 重合〕,分别过点A 、C 向直线BP 作垂线,垂足分别为点E 、F ,点O 为AC 的中点. 〔1〕当点P 与点O 重合时如图1,易证OE =OF 〔不需证明〕〔2〕直线BP 绕点B 逆时针方向旋转,当∠OFE =30°时,如图2、图3的位置,猜测线段CF 、AE 、OE 之间有怎样的数量关系?请写出你对图2、图3的猜测,并选择一种情况给予证明.【知识点】四边形中的旋转 【数学思想】数形结合【解题过程】解:〔1〕∵AE ⊥PB ,CF ⊥BP , ∴∠AEO =∠CFO =90°, 在△AEO 和△CFO 中,⎪⎩⎪⎨⎧∠=∠=∠=∠COF AOE OCAO CFOAEO , ∴△AOE ≌△COF , ∴OE =OF .〔2〕图2中的结论为:CF =OE +AE . 图3中的结论为:CF =OE ﹣AE . 选图2中的结论证明如下: 延长EO 交CF 于点G , ∵AE ⊥BP ,CF ⊥BP , ∴AE ∥CF , ∴∠EAO =∠GCO ,在△EOA 和△GOC 中,⎪⎩⎪⎨⎧∠=∠=∠=∠COG AOE OCAO GCO EAO , ∴△EOA ≌△GOC , ∴EO =GO ,AE =CG , 在RT △EFG 中,∵EO =OG , ∴OE =OF =GO , ∵∠OFE =30°,∴∠OFG =90°﹣30°=60°, ∴△OFG 是等边三角形, ∴OF =GF , ∵OE =OF , ∴OE =FG , ∵CF =FG +CG , ∴CF =OE +AE .选图3的结论证明如下: 延长EO 交FC 的延长线于点G , ∵AE ⊥BP ,CF ⊥BP , ∴AE ∥CF , ∴∠AEO =∠G , 在△AOE 和△COG 中,⎪⎩⎪⎨⎧=∠=∠∠=∠OC AO GOC AOE G AEO∴△AOE ≌△COG , ∴OE =OG ,AE =CG , 在RT △EFG 中,∵OE =OG , ∴OE =OF =OG , ∵∠OFE =30°,∴∠OFG=90°﹣30°=60°,∴△OFG是等边三角形,∴OF=FG,∵OE=OF,∴OE=FG,∵CF=FG﹣CG,∴CF=OE﹣AE.【思路点拨】〔1〕由△AOE≌△COF即可得出结论.〔2〕图2中的结论为:CF=OE+AE,延长EO交CF于点G,只要证明△EOA≌△GOC,△OFG 是等边三角形,即可解决问题.图3中的结论为:CF=OE﹣AE,延长EO交FC的延长线于点G,证明方法类似.【答案】略。
章末复习一、教学目标:知识与技能:回顾本章基本概念及公式:任意角的概念、弧度制、任意角三角函数的定义,同角三角函数基本关系及诱导公式,三角函数的图像与性质及其应用,三角函数图像变换等.掌握常见问题的解法.过程与方法:通过对基本知识的梳理回顾,帮助学生形成知识网络.由基本问题的解决,促使学生形成解题技能.情感、态度与价值观通过章节复习培养学生总结归纳能力.在问题逐步深入的研究中唤起学生追求真理、乐于创新的情感需求,引发学生渴求知识的强烈愿望,树立科学的人生观、价值观.二.重点难点重点:基本知识的回顾及基本问题的解法难点:知识的综合运用能力.三、教材与学情分析通过章节复习引导学生解决有一定综合性和思考水平的问题,培养他们综合应用数学和其他学科的知识解决问题的能力.培养学生的建模、分析问题、数形结合、抽象概括等能力.四、教学方法问题引导,主动探究,启发式教学.五、教学过程一、构建知识网络,完善认知体系二、归纳基本题型,形成解题技能专题一 三角函数的概念三角函数的概念所涉及的内容主要有以下两方面:理解任意角的概念、弧度的意义,能正确地进行弧度与角度的换算;掌握任意角的正弦、余弦、正切的定义及三角函数线,能够利用三角函数线判断三角函数的符号,借助三角函数线求三角函数的定义域. 例1 (1)设角α属于第二象限,⎪⎪⎪⎪cos α2=-cos α2,试判定α2角属于第几象限. (2)求函数y =3tan x +3的定义域.解:(1)依题意得2k π+π2<α<2k π+π(k ∈Z ),所以k π+π4<α2<k π+π2(k ∈Z ).当k =2n (n ∈Z )时,α2为第一象限角; 当k =2n +1(n ∈Z )时,α2为第三象限角.又⎪⎪⎪⎪cos α2=-cos α2≥0,所以cos α2≤0. 所以α2应为第二、三象限角或终边落在x 非正半轴上或y 轴上.综上所述,α2是第三象限角.(2)3tan x +3≥0,即tan x ≥-33. 所以k π-π6≤x <k π+π2,所以函数y =3tan x +3的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪k π-π6≤x <k π+π2,k ∈Z . 归纳升华1.由α所在象限,判断α2角所在象限时,一般有两种方法:一种是利用终边相同角的集合的几何意义,用数形结合的方法确定α2的所属象限;另一种方法就是将k 进行分类讨论.2.求函数的定义域注意数形结合,应用单位圆中三角函数线或函数图像解题;求与正切函数有关问题时,不要忽视正切函数自身的定义域.变式训练1 (1)若θ为第四象限的角,试判断sin(cos θ)·cos(sin θ)的符号; (2)已知角α的终边过点P (-3cos θ,4cos θ),其中θ∈⎝⎛⎭⎫π2,π,求α的正切值. 解:(1)因为θ为第四象限角,所以0<cos θ<1<π2,-π2<-1<sin θ<0,所以sin(cos θ)>0,cos(sin θ)>0, 所以sin(cos θ)·cos(sin θ)>0.(2)因为θ∈⎝⎛⎭⎫π2,π,所以cos θ<0, 所以r =x 2+y 2=9cos 2θ+16cos 2θ=-5cos θ, 故sin α=y r =-45, cos α=x r =35,tan α=y x =-43.专题二 同角三角函数的基本关系与诱导公式在知道一个角的三角函数值求这个角的其他的三角函数值时,要注意题中的角的范围,必要时按象限进行讨论,尽量少用平方关系,注意切化弦、“1”的妙用、方程思想等数学思想方法的运用,在利用诱导公式进行三角式的化简,求值时,要注意正负号的选取. 例2 已知2+tan (θ-π)1+tan (2π-θ)=-4,求(sin θ-3cos θ)·(cos θ-sin θ)的值.解:法一:由已知2+tan θ1-tan θ=-4,所以2+tan θ=-4(1-tan θ),解得tan θ=2,所以(sin θ-3cos θ)(cos θ-sin θ)=4sin θcos θ-sin 2θ-3cos 2θ=4sin θcos θ-sin 2θ-3cos 2θsin 2θ+cos 2θ=4tan θ-tan 2θ-3tan 2θ+1=8-4-34+1=15.法二:由已知2+tan θ1-tan θ=-4,解得tan θ=2,即sin θcos θ=2,所以sin θ=2cos θ,所以(sin θ-3cos θ)(cos θ-sin θ)= (2cos θ-3cos θ)(cos θ-2cos θ)=cos 2θ=cos 2θsin 2θ+cos 2θ=1tan 2θ+1=15.归纳升华三角函数式的化简,求值与证明问题的依据主要是同角三角函数的关系式及诱导公式.解题中的常用技巧有:(1)弦切互化,减少或统一函数名称;(2)“1”的代换,如:1=sin 2α+cos 2α(常用于解决有关正、余弦齐次式的化简求值问题中),1=tan π4等;(3)若式子中有角k π2,k ∈Z ,则先利用诱导公式化简. 变式训练2. 若sin α=-513,且α为第四象限角,则tan α的值等于( )A .125B .-125C .512D .-512【解析】法一:因为α为第四象限的角,故cos α=1-sin 2α=1-⎝⎛⎭⎫-5132=1213, 所以tan α=sin αcos α=-5131213=-512.法二:因为α是第四象限角,且sin α=-513,所以可在α的终边上取一点P (12,-5),则tan α=y x =-512.【答案】D专题三 三角函数的图像及变换三角函数的图像是研究三角函数性质的基础,又是三角函数性质的具体体现.在平时的考查中,主要体现在三角函数图像的变换和解析式的确定,以及通过对图像的描绘、观察来讨论函数的有关性质.例3 如图是函数y =A sin(ωx +φ)+k ⎝⎛⎭⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的一段图像.(1)求此函数解析式;(2)分析一下该函数是如何通过y =sin x 变换得来的?解:(1)由图像知A =-12-⎝⎛⎭⎫-322=12,k =-12+⎝⎛⎭⎫-322=-1,T =2×⎝⎛⎭⎫2π3-π6=π,所以ω=2πT =2.所以y =12sin(2x +φ)-1.当x =π6时,2×π6+φ=π2,所以φ=π6.所以所求函数解析式为y =12sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6-1. (2)把y =sin x 向左平移π6个单位得到y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π6,然后纵坐标保持不变、横坐标缩短为原来的12,得到y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6,再横坐标保持不变,纵坐标变为原来的12得到y =12sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6, 最后把函数y =12sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图像向下平移1个单位,得到y =12sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6-1的图像. 归纳升华1.求解析式的方法:A =y max -y min 2,k =y max +y min 2,ω=2πT ,由“五点作图法”中方法令ωx +φ=0,π2,π,32π或2π求φ.2.图像变换中应注意方向变化与解析式加减符号变化相对应.变式训练3. 将函数y =sin(2x +φ)的图像沿x 轴向左平移π8个单位后,得到一个偶函数的图像,则φ的一个可能取值为( )A.3π4B.π4 C .0 D .-π4解析:由题意得g (x )=sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π8+φ=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4+φ为偶函数,所以π4+φ=k π+π2,k ∈Z , 所以φ=k π+π4.令k =0,得φ=π4.答案:B专题四 三角函数的性质三角函数的性质,重点应掌握y =sin x ,y =cos x ,y =tan x 的定义域、值域、单调性、奇偶性、对称性等有关性质,在此基础上掌握函数y =A sin(ωx +φ),y =A cos(ωx +φ)及y =A tan(ωx +φ)的相关性质.在研究其相关性质时,将ωx +φ看成一个整体,利用整体代换思想解题是常见的技巧.例4 已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+a +1(其中a 为常数). (1)求f (x )的单调区间;(2)若x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,f (x )的最大值为4,求a 的值; (3)求f (x )取最大值时x 的取值集合.解:(1)由-π2+2k π≤2x +π6≤π2+2k π,k ∈Z ,解得-π3+k π≤x ≤π6+k π,k ∈Z ,所以函数f (x )的单调增区间为⎣⎡⎦⎤-π3+k π,π6+k π(k ∈Z ),由π2+2k π≤2x +π6≤3π2+2k π,k ∈Z ,解得π6+k π≤x ≤2π3+k π,k ∈Z ,所以函数f (x )的单调减区间为⎣⎡⎦⎤π6+k π,2π3+k π(k ∈Z ). (2)因为0≤x ≤π2,所以π6≤2x +π6≤7π6,所以-12≤sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6≤1, 所以f (x )的最大值为2+a +1=4,所以a =1,(3)当f (x )取最大值时,2x +π6=π2+2k π,所以2x =π3+2k π,所以x =π6+k π,k ∈Z .所以当f (x )取最大值时,x 的取值集合是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x =π6+k π,k ∈Z 归纳升华1.形如y =A sin(ωx +φ)+k 单调区间求法策略:可把“ωx +φ”看作一个整体,代入正弦函数的相应区间求解.2.求形如y =A sin(ωx +φ)+k 的值域和最值时,先求复合角“ωx +φ”的范围,再利用y =sin x 的性质来求解.变式训练4 设函数f (x )(x ∈R)满足f (x +π)=f (x )+sin x ,当0≤x ≤π时,f (x )=0,则f ⎝⎛⎭⎫23π6=( )A.12B.32 C .0 D .-12【解析】因为f (x +2π)=f (x +π)+sin(x +π)=f (x )+sin x -sin x =f (x ),所以f (x )的周期T =2π, 又因为当0≤x <π时,f (x )=0,所以f ⎝⎛⎭⎫5π6=0,即f ⎝⎛⎭⎫-π6+π=f ⎝⎛⎭⎫-π6+sin ⎝⎛⎭⎫-π6=0, 所以f ⎝⎛⎭⎫-π6=12,所以f ⎝⎛⎭⎫23π6=f ⎝⎛⎭⎫4π-π6=f ⎝⎛⎭⎫-π6=12. 【答案】A专题五 转化与化归思想化归思想贯穿本章的始终,在三角函数的恒等变形中,同角关系式和诱导公式常化繁为简,化异为同,弦切互化;在研究三角函数的图像与性质时,常把函数y =A sin(ωx +φ)化归为简单的y =sin x 来研究.这些均体现三角函数中的转化与化归的思想方法. 例5 求函数y =12sin ⎝⎛⎭⎫π4-23x 的单调区间. 解:将原函数化为y =-12sin ⎝⎛⎭⎫23x -π4.由2k π-π2≤23x -π4≤2k π+π2(k ∈Z ), 得3k π-38π≤x ≤3k π+98π(k ∈Z ),此时函数单调递减.由2k π+π2≤23x -π4≤2k π+32π(k ∈Z),得3k π+98π≤x ≤3k π+218π(k ∈Z ),此时函数单调递增.故原函数的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤3k π-38π,3k π+98π(k ∈Z ), 单调递增区间为⎣⎡⎦⎤3k π+98π,3k π+218π(k ∈Z ). 归纳升华1.求形如函数y =A sin(ωx +φ),(ω<0)的单调区间时:先把此函数化为y =-A sin(-ωx -φ)的形式后,再利用函数y =sin x 的单调区间来求解是常用策略,其目的是使x 的系数为正数是关键.2.在求形如y =A sin 2x +B sin x +C 的值域或最值时,常令t =sin x 转化为一元二次函数来求解.变式训练5 已知|x |≤π4,求函数f (x )=cos 2x +sin x 的最小值.解:y =f (x )=cos 2x +sin x =-sin 2x +sin x +1.令t =sin x ,因为|x |≤π4,所以-22≤t ≤22.则y =-t 2+t +1=-⎝⎛⎭⎫t -122+54⎝⎛⎭⎫-22≤t ≤22, 所以当t =-22时,即x =-π4时,f (x )有最小值,且最小值为-⎝⎛⎭⎫-22-122+54=1-22.六、课堂小结1.回顾本章基本概念及公式:任意角的概念、弧度制、任意角三角函数的定义,同角三角函数基本关系及诱导公式,三角函数的图像与性质及其应用,三角函数图像变换等.掌握常见问题的解法.2.构建知识网络,形成解题技能,发展综合能力. 七、课后作业 课时练与测 八、教学反思。
章末复习与测试教学目标1.知识与技能目标(1)帮助学生进一步加深对合情推理和演绎推理的理解,力争使学生做到规范的应用这两种推理方法去解决相关问题;(2)掌握两种证明方法的思维过程和特点,并熟练掌握两种证明方法的操作流程;(3)进一步理解数学归纳法的基本原理、步骤,通过证明数学命题巩固对数学归纳法原理的再认识.2.过程与方法目标通过本章的学习,理解推理与证明的原理与方法,培养和提高学生的合情推理或演绎推理的能力,感受逻辑证明在数学以及日常生活中的作用,培养学生由具体到抽象的思维方法,提高学生的理性思维能力.3.情感、态度与价值观通过本章的学习,培养学生言之有理、论证有据的习惯,并能在今后的学习中有意识地使用这些推理与证明的方法.重点难点重点:(1)能利用归纳、类比、“三段论”进行简单推理;(2)了解综合法、分析法和反证法的思考过程与特点;(3)了解数学归纳法的基本思想,掌握它的基本步骤,运用它证明一些与正整数n有关的数学命题.难点:(1)根据归纳、类比、“三段论”推理的结构和特点,进行简单推理(2)根据问题的特点,选择适当的证明方法或把不同的证明方法综合使用;(3)理解数学归纳法的思想实质,了解第二个步骤的作用,并且能够根据归纳假设作出证明.教学过程形成网络1.本章的知识结构图:2.本章基本知识点:(1)合情推理与演绎推理:①归纳推理的概念:根据一类事物的______对象具有某种性质,推出该类事物的____对象都具有这种性质的推理,或有____事实概括出________的推理,称为归纳推理(简称归纳).简言之,归纳推理是由______到________,由______到______的推理.②类比推理的定义:这种由两个(两类)对象具有__________和其中一类对象的某些__________,推出另一类对象也具有这些特征的推理称为类比推理(简称类比).简言之,类比推理是由______到________的推理.③合情推理的定义:根据已有的事实,经过__________、__________、__________、__________,再进行__________、__________,然后提出猜想的推理,我们把它统称为合情推理.④演绎推理的定义:从____出发,推出某个特殊情况下的结论,这种推理称为演绎推理.演绎推理是由______到______的推理.“三段论”是演绎推理的一般模式;包括(ⅰ)大前提——____________;(ⅱ)小前提——____________;(ⅲ)结论——______________.(2)直接证明与间接证明:①综合法定义:一般地,利用____________等,经过一系列的推理论证,最后推导出所要证明的结论成立,这种证明方法叫做综合法.②分析法定义:一般地,从______出发,逐步寻求使它成立的__________,直至最后,把要证明的结论归结为判定一个明显成立的条件(已知条件、定理、定义、公理),这种证明方法叫做分析法.③反证法定义:假设__________不成立(即在原命题的条件下,结论不成立),经过正确的推理,最后得出矛盾,因此说明________,从而证明了__________,这样的证明方法叫做反证法.④数学归纳法定义:一般地,证明一个与正整数n有关的命题P(n),可按下列步骤进行:(ⅰ)(归纳奠基)证明当______时命题成立;(ⅱ)(归纳递推)假设________命题成立,证明当____也成立.只要完成这两个步骤,就可以断定命题对从n0开始的所有正整数n都成立.上述证明方法叫做数学归纳法.提出问题:1.请同学们独立完成知识填空.2.在完成知识填空的同时,回想一下本章主要有哪些基本题型,解决这些基本题型的方法和步骤分别是什么?活动设计:学生独立完成基本知识填空,然后让几位同学口答填空答案,教师借助多媒体投影出知识填空的答案,适当的规范学生的表述,回忆旧知识,并思考、讨论回答所提出的问题.学情预测:学生在前面几节学习的基础上,能够顺利的完成基本知识填空,但在准确、规范表达上会存在着一定的差距;题型和方法的总结更是五花八门.活动结果:知识填空答案:(1)合情推理与演绎推理:①部分全部个别一般结论部分整体个别一般②某些类似特征已知特征特殊特殊③观察分析比较联想归纳类比④一般性的原理一般特殊已知的一般原理所研究的特殊情况据一般原理,对特殊情况作出的判断(2)直接证明与间接证明:①已知条件和某些数学定义、公理、定理②要证明的结论充分条件③原命题假设错误原命题正确④(ⅰ)n取第一个值n0(n0∈N*)(ⅱ)n=k(k≥n0,k∈N*)时当n=k+1时命题设计意图全面系统地梳理基础知识,帮助学生巩固基础,加深对概念、公式、定理的理解,教师利用下一环节“典型示例”和同学们一块总结本章的重点题型和方法.典型示例类型一:归纳推理例1 观察圆周上n 个点之间所连的弦,发现两个点可以连一条弦,3个点可以连3条弦,4个点可以连6条弦,5个点可以连10条弦,你由此可以归纳出什么规律?思路分析:归纳推理的一般步骤是:(1)通过观察个别情况发现某些相同性质,(2)从已知的相同性质中推出一个明确表达的一般性命题(猜想).解:设f (n )为n 个点可连的弦的条数,则f (2)=1,f (3)=3,f (4)=6,…,猜想:f (n )=n (n -1)2. 点评:归纳推理是一种具有创造性的推理,通过归纳推理得到的猜想,可以作为进一步研究的起点,帮助人们发现问题和提出问题.巩固练习1.下列推理是归纳推理的是( )A .A 、B 为定点,若动点P 满足︱P A ︱+︱PB ︱=2a >︱AB ︱,则点P 的轨迹是椭圆B .由a 1=1,a n +1=3a n -1,求出S 1,S 2,S 3,猜想出数列的通项a n 和S n 的表达式C .由圆x 2+y 2=1的面积S =πr 2,猜想出椭圆的面积S =πabD .科学家利用鱼的沉浮原理制造潜艇2.如下图为一串白黑相间排列的珠子,按这种规律往下排起来,那么第36颗珠子应是什么颜色的?( )A .白色B .黑色C .白色可能性大D .黑色可能性大【答案】1.B 2.A类型二:类比推理例2 在等差数列{a n }中,若a 10=0,则有等式a 1+a 2+…+a n =a 1+a 2+…+a 19-n (n <19,n ∈N *)成立.类比上述性质,在等比数列{b n }中,若b 9=1,则有等式______成立.思路分析:找出两类对象之间可以准确表述的相似特征;然后,由一类对象的已知特征去推测另一类对象的特征,从而做出一个猜想.解:在等差数列{a n}中,若a10=0,则a1+a19=a2+a18=…=a n+a20-n=2a10=0,所以a1+a2+…+a n+…+a19=0,即a1+a2+…+a n=-a19-a18-…-a n+1=a1+a2+…+a19-n.相似地,在等比数列{b n}中,若b9=1,则有等式b1·b2·…·b n=b1·b2·…·b17-n(n<17,n∈N*)成立.点评:本题主要考查观察分析能力,抽象概括能力,考查运用类比的思想方法,由等差数列{a n}满足的一般结论,而得到等比数列{b n}所满足的一般结论.巩固练习平面内的一个四边形为平行四边形的充要条件有多个,如两组对边分别平行.类似地写出空间的一个四棱柱为平行六面体的两个充要条件.充要条件①________________.充要条件②________________.答案:①底面是平行四边形②两组相对侧面分别平行类型三:演绎推理例3 如图,在正方体ABCD—A1B1C1D1中,M,N分别为棱AB,BC的中点.证明:平面MNB1⊥平面BDD1B1.思路分析:本题所依据的大前提是面面垂直的判定定理,小前提是平面MNB1与平面BDD1B1之间所满足的证明面面垂直所需要的条件,这是证明本题的关键.证明:在正方体ABCD—A1B1C1D1中,∵BB1⊥平面ABCD,MN⊂平面ABCD,∴BB1⊥MN.∵MN∥AC,AC⊥BD,∴MN⊥BD.又BD∩BB1=B,∴MN⊥平面BDD1B1.∵MN⊂平面MNB1,∴平面MNB1⊥平面BDD1B1.点评:“三段论”中,第一个判断称为大前提,它提供了一个一般原理,第二判断叫小前提,指出了一个特殊情况,这两个判断联合起来,揭示了一般原理和特殊情况的内在联系,从而产生了第三个判断结论,演绎推理是一种必然性推理,演绎推理的前提和结论之间有蕴含关系,因而,只要前提是真的,推理的形式是正确的,那么结论必然是真的,但错误的前提可导致错误的结论.巩固练习如果函数f (x +1)是偶函数,那么函数y =f (2x )的图象的一条对称轴是直线…( )A .x =-1B .x =1C .x =-12D .x =12 【答案】D类型四:直接证明例4 已知a ,b ,c 为正实数,a +b +c =1.求证:a 2+b 2+c 2≥13. 思路分析:这是一个条件不等式的证明问题,要注意观察不等式的结构特点和已知条件的合理应用,从而选择出适当的证明方法.证明:(法一):a 2+b 2+c 2-13=13(3a 2+3b 2+3c 2-1)=13[3a 2+3b 2+3c 2-(a +b +c )2]=13(3a 2+3b 2+3c 2-a 2-b 2-c 2-2ab -2ac -2bc )=13[(a -b )2+(b -c )2+(a -c )2]≥0, ∴a 2+b 2+c 2≥13. (法二):(a +b +c )2=a 2+b 2+c 2+2ab +2ac +2bc ≤a 2+b 2+c 2+a 2+b 2+b 2+c 2+c 2+a 2,∴3(a 2+b 2+c 2)≥(a +b +c )2=1.∴a 2+b 2+c 2≥13. (法三):设a =13+α,b =13+β,c =13+γ.∵a +b +c =1,∴α+β+γ=0. ∴a 2+b 2+c 2=(13+α)2+(13+β)2+(13+γ)2=13+23(α+β+γ)+α2+β2+γ2=13+α2+β2+γ2≥13.∴a 2+b 2+c 2≥13. 点评:充分利用“1”的代换是本题化简证明的关键.巩固练习已知数列{a n }的前n 项和S n =-a n -(12)n -1+2(n 为正整数),令b n =2n a n , 求证:数列{b n }是等差数列,并求数列{a n }的通项公式.解:(1)由S n =-a n -(12)n -1+2得a 1=-a 1+1a 1=12,并且a n +1=S n +1-S n =-a n +1-(12)n +2-[-a n -(12)n -1+2]=a n -a n +1+(12)n , 得到a n +1=12a n +12n +1.于是b n +1=2n +1a n +1=2n a n +1=b n +1. ∴数列{b n }是以1为首项,1为公差的等差数列.∵b n =b 1+(n -1)d ,∴b n =n .又∵b n =2n a n ,∴a n =n 2n . 类型五:间接证明例5 已知a ,b ,c ∈(0,1),求证:(1-a )b ,(1-b )c ,(1-c )a 不能同时大于14. 思路分析:这是否定性命题,条件比较简单,直接证明比较难入手,可考虑用反证法.解:假设三式同时大于14,即(1-a )b >14,(1-b )c >14,(1-c )a >14, 三式同向相乘,得(1-a )a (1-b )b (1-c )c >164.① 又(1-a )a ≤(1-a +a 2)2=14,同理,(1-b )b ≤14,(1-c )c ≤14. 所以(1-a )a (1-b )b (1-c )c ≤164, 与①式矛盾,即假设前提不成立,故结论正确.点评:反证法常用于直接证明困难或以否定形式出现的命题;涉及“都是……”“都不是……”“至少……”“至多……”等形式的命题,也常用反证法.巩固练习已知:ac ≥2(b +d ).求证:方程x 2+ax +b =0与方程x 2+cx +d =0中至少有一个方程有实数根.证明:假设两方程都没有实数根,则Δ1=a 2-4b <0与Δ2=c 2-4d <0,有a 2+c 2<4(b +d ),而a 2+c 2≥2ac ,从而有4(b +d )>2ac ,即ac <2(b +d ),与已知矛盾,故原命题成立.类型六:数学归纳法例6 已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知对任意的n ∈N *,点(n ,S n )均在函数y =b x +r (b >0且b ≠1,b ,r 均为常数)的图象上.(1)求r 的值;(2)当b =2时,记b n =2(log 2a n +1)(n ∈N *),证明对任意的n ∈N *,不等式b 1+1b 1·b 2+1b 2·…·b n +1b n >n +1成立. 解:(1)因为对任意的n ∈N *,点(n ,S n )均在函数y =b x +r 的图象上,所以得S n =b n +r .当n =1时,a 1=S 1=b +r ;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=b n +r -(b n -1+r )=b n -b n -1=(b -1)b n -1.又因为{a n }为等比数列,所以r =-1,公比为b ,a n =(b -1)b n -1.(2)证明:当b =2时,a n =(b -1)b n -1=2n -1,b n =2(log 2a n +1)=2(log 22n -1+1)=2n , 则b n +1b n =2n +12n ,所以b 1+1b 1·b 2+1b 2·…·b n +1b n =32·54·76·…·2n +12n . 下面用数学归纳法证明不等式b 1+1b 1·b 2+1b 2·…·b n +1b n =32·54·76·…·2n +12n >n +1成立. ①当n =1时,左边=32,右边=2,因为32>2,所以不等式成立. ②假设当n =k 时不等式成立,即b 1+1b 1·b 2+1b 2·…·b k +1b k =32·54·76·…·2k +12k >k +1成立. 则当n =k +1时,左边=b 1+1b 1·b 2+1b 2·…·b k +1b k ·b k +1+1b k +1=32·54·76·…·2k +12k ·2k +32k +2>k +1·2k +32k +2=(2k +3)24(k +1) =4(k +1)2+4(k +1)+14(k +1)=(k +1)+1+14(k +1)>(k +1)+1. 所以当n =k +1时,不等式也成立.由①、②可得不等式对任意的n ∈N *都成立.巩固练习1.用数学归纳法证明对n 为正偶数时某命题成立,若已假设n =k (k ≥2偶数)时命题为真,则还需要用归纳假设再证( )A .n =k +1时等式成立B .n =k +2时等式成立C .n =2k +2时等式成立D .n =2(k +2)时等式成立2.设f (x )是定义在正整数集上的函数,且f (x )满足:“当f (k )≥k 2成立时,总可推出f (k +1)≥(k +1)2成立”.那么,下列命题总成立的是( )A .若f (3)≥9成立,则当k ≥1时,均有f (k )≥k 2成立B .若f (5)≥25成立,则当k ≤5时,均有f (k )≥k 2成立C .若f (7)<49成立,则当k ≥8时,均有f (k )<k 2成立D .若f (4)=25成立,则当k ≥4时,均有f (k )≥k 2成立【答案】1.B 2.D拓展实例 例 已知函数f (x )=a x +x -2x +1(a >1).(1)证明函数f (x )在(-1,+∞)上为增函数;(2)用反证法证明f (x )=0没有负数根.思路分析:(1)直接利用函数单调性的定义证明即可.(2)合理利用第(1)问提供的结论,当f (x )=0有负数根时,利用函数与方程的关系,找到与已知矛盾的结论即可.证明:(1)任取x 1,x 2∈(-1,+∞),不妨设x 1<x 2,则x 2-x 1>0,ax 2-x 1>1,且ax 1>0,所以ax 2-ax 1=ax 1(ax 2-x 1-1)>0.又因为x 1+1>0,x 2+1>0,所以x 2-2x 2+1-x 1-2x 1+1=(x 2-2)(x 1+1)-(x 1-2)(x 2+1)(x 2+1)(x 1+1)=3(x 2-x 1)(x 2+1)(x 1+1)>0, 于是f (x 2)-f (x 1)=ax 2-ax 1+x 2-2x 2+1-x 1-2x 1+1>0, 故函数f (x )在(-1,+∞)上为增函数.(2)设存在x 0<0(x 0≠-1),满足f (x 0)=0,则ax 0=-x 0-2x 0+1,又0<ax 0<1,所以0<-x 0-2x 0+1<1, 即12<x 0<2与x 0<0(x 0≠-1)假设矛盾.故f (x 0)=0没有负数根. 点评:掌握综合法、分析法和反证法的思考过程、特点;根据问题的特点,选择适当的证明方法或把不同的证明方法综合使用.变练演编例用数学归纳法证明当n ∈N *时,1·n +2·(n -1)+3·(n -2)+…+(n -2)·3+(n -1)·2+n ·1=16n (n +1)(n +2). 思路分析:与正整数有关的数学命题,可以用数学归纳法进行证明,故只需严格按照数学归纳法的步骤证明即可.证明:(1)当n =1时,1=16·1·2·3,结论成立. (2)假设n =k 时结论成立,即1·k +2·(k -1)+3·(k -2)+…+(k -2)·3+(k -1)·2+k ·1=16k (k +1)(k +2). 当n =k +1时,则1·(k +1)+2·k +3·(k -1)+…+(k -1)·3+k ·2+(k +1)·1=1·k +2·(k -1)+…+(k -1)·2+k ·1+[1+2+3+…+k +(k +1)]=16k (k +1)(k +2)+12(k +1)(k +2)=16(k +1)(k +2)(k +3),即当n =k +1时结论也成立.综合上述,可知结论对一切n ∈N *都成立.点评:一般地,证明一个与正整数n 有关的命题,有如下步骤:(1)证明当n 取第一个值n 0时命题成立;(2)假设当n =k (k ≥n 0,k 为自然数)时命题成立,证明当n =k +1时命题也成立.提出问题:是否存在常数a ,b 使等式1·n +2·(n -1)+3·(n -2)+…+(n -2)·3+(n -1)·2+n ·1=16n (n +a )(n +b )对一切自然数n 都成立,并证明你的结论.活动设计:引导学生适当改变题目的条件和结论,进行一题多变,学生自己设计题目进行研究,对于数学归纳法不应只满足于证明现成的结论,更应当认真思考结论是如何得到的;归纳推理常起到重要的作用是:“归纳—猜想—证明”是由特殊到一般的重要思维方法.活动结果:令n =1,得1=16(1+a )(1+b ),令n =2,得4=26(2+a )(2+b ), 整理得⎩⎪⎨⎪⎧ab +a +b =5,ab +2(a +b )=8.解得a =1,b =2. 数学归纳法证明过程见“变练演编”中的例题.设计意图通过本题发现,探索性命题的解题思路是:从给出的条件出发,通过观察、实验、归纳、猜想,探索出结论,然后再对归纳猜想的结论进行证明.达标检测1.下面说法正确的个数有( )①演绎推理是由一般到特殊的推理;②演绎推理得到的结论一定是正确的;③演绎推理的一般形式是“三段论”形式;④演绎推理得到的结论的正误与大前提、小前提和推理形式无关.A .1个B .2个C .3个D .4个2.若a ,b ,c 是不全相等的实数,求证:a 2+b 2+c 2>ab +bc +ca .证明过程如下:∵a ,b ,c ∈R ,∴a 2+b 2≥2ab ,b 2+c 2≥2bc ,c 2+a 2≥2ac ,又∵a ,b ,c 不全相等,∴以上三式至少有一个“=”不成立,∴将以上三式相加得2(a 2+b 2+c 2)>2(ab +bc +ac ),∴a 2+b 2+c 2>ab +bc +ca .此证法是( )A .分析法B .综合法C .分析法与综合法并用D .反证法3.用数学归纳法证明12+22+…+(n -1)2+n 2+(n -1)2+…+22+12=n (2n 2+1)3时,由n =k 的假设到证明n =k +1时,等式左边应添加的式子是( )A .(k +1)2+2k 2B .(k +1)2+k 2C .(k +1)2 D. 13(k +1)[2(k +1)2+1] 【答案】1.B 2.B 3.B课堂小结1.知识收获:(1)合情推理与演绎推理;(2)直接证明与间接证明;(3)数学归纳法.2.方法收获:(1)推理的三种基本方法:归纳推理、类比推理、演绎推理;(2)证明问题的三种基本方法:综合法、分析法、反证法;(3)用数学归纳法证明与自然数有关的命题.3.思维收获:学会使用日常学习和生活中经常使用的思维方法,感受逻辑证明在数学以及日常生活中的作用,并养成言之有理,论证有据的好习惯.布置作业本章复习参考题A 组第5题、第7题.补充练习基础练习1.如果数列{a n }是等差数列,则( )A .a 1+a 8<a 4+a 5B .a 1+a 8=a 4+a 5C .a 1+a 8>a 4+a 5D .a 1a 8=a 4a 52.设f 0(x )=sin x ,f 1(x )=f 0′(x ),f 2(x )=f 1′(x ),…,f n +1(x )=f n ′(x ),n ∈N ,则f 2 007(x )等于( )A .sin xB .-sin xC .cos xD .-cos x3.设a ,b ,c 大于0,则3个数:a +1b ,b +1c ,c +1a的值( ) A .都大于2B .至少有一个不大于2C .都小于2D .至少有一个不小于24.已知f (x +1)=2f (x )f (x )+2,f (1)=1(x ∈N *),猜想f (x )的表达式为( ) A .f (x )=42x +2 B .f (x )=2x +1C .f (x )=1x +1D .f (x )=22x +1【答案】1.B 2.D 3.D 4.B拓展练习5.已知数列{a n }满足S n +a n =2n +1,(1)写出a 1,a 2,a 3,并推测a n 的表达式;(2)用数学归纳法证明所得的结论.解:(1)a 1=32,a 2=74,a 3=158,猜测a n =2-12n . (2)①由(1)已得当n =1时,命题成立;②假设n =k 时,命题成立,即a k =2-12k , 当n =k +1时,a 1+a 2+…+a k +a k +1+a k +1=2(k +1)+1,且a 1+a 2+…+a k =2k +1-a k ,∴2k +1-a k +2a k +1=2(k +1)+1=2k +3.∴2a k +1=2+2-12k ,a k +1=2-12k +1, 即当n =k +1时,命题成立.根据①②得n ∈N *,a n =2-12n 成立. 设计说明设计思想:通过基础知识填空,帮助学生回顾基本概念、定理和相关结论,通过典型示例总结本章的基本题型和方法;通过练习和作业加深对概念的理解和应用的熟练性.设计意图:由于本章概念多、理论性较强,通过基础知识填空,帮助学生准确记忆相关概念,并形成本章的知识网络;通过典型示例教学总结题型和方法,熟练相关题型的解题步骤和准确规范的表述;教学中不要急于求成,而应在后续的教学中经常借助这些概念表达、阐述和分析.设计特点:从学生的认知基础出发结合具体的题型和方法,加深概念理解的同时,熟练相关方法的应用,同时在应用新知的过程中,将所学的知识条理化,使自己的认知结构更趋合理.。