对数与对数函数,三角函数,和差化积公式及其推导过程

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2020年10月21日 06:04
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2020年10月21日发(作者:朱开轩)


08物理与电子信息科学学院 韦华 教案

lg2=0.3010
lg3 =0.4771

lg5=0.6990
lg7=0.8451

2.有理数指数幂
(1)幂的有关概念
①正数的正分数指数幂:
a
m
n

n
a
m
(a0,m、nN

,且n1)
;
m
n
②正数的负分数指数幂:
a

1
a
m
n

1
n
am
(a0,m、nN

,且n1)

③0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义.
注:分数指数幂与根式可以互化,通常利用分数指数幂进行根式的运算。
(2)有理数指数幂的性质
①a
r
a
s
=a
r+s
(a>0,r、s∈Q);
②(a
r
)
s
=a
rs
(a>0,r、s∈Q);
③(ab)
r
=a
r
b
s
(a>0,b>0,r∈ Q);.
3.指数函数的图象与性质
y=a
x
图象
a>1 0

定义域
值域
性质
R
(0,+


(1)过定点(0,1)
(2)当x>0时,y>1;
x<0时,0(2) 当x>0时,0x<0时, y>1
(3)在(-

,+

)上是增函数 (3)在(-

,+

)上是减函数
注:如图所示,是指数函数( 1)y=a
x
,(2)y=b
x,
(3),y=c
x
(4) ,y=d
x
的图象,如何确定


08物理与电子信息科学学院 韦华 教案
底数a,b,c,d与1之间的大小关系?

提示:在图中作直线x=1,与 它们图象交点的纵坐标即为它们各自底数的值,即
c
1
>d
1
>1> a
1
>b
1
,∴c>d>1>a>b。即无论在轴的左侧还是右侧,底数按逆 时针方向变大。
(二)对数与对数函数
1、对数的概念
(1)对数的定义 x
N
如果
aN(a0且a1)
,那么数
x
叫做以
a
为底,
N
的对数,记作
xlog
a
,其中a
叫做对数的底数,
N
叫做真数。
(2)几种常见对数
对数形式
一般对数
常用对数
自然对数
特点
底数为
a
底数为10
底数为e
记法
a0,且a1

log
a
N

lgN

lnN



2、对数的性质与运算法则
1a
(1)对数的性质(
a0,且a1
):①
log
a
0
,②
log
a
1
,③
a
log
a
NN
,④
log
a
a
N

(2)对数的重要公式:
①换底公式:
log
b
N
Nlog
a
N
(a,b均为大于零且不等于1,N0)

l og
a
b

log
a

b
1

log
b
a
(3)对数的运算法则:
如果
a0,且a1

M0,N0
那么

log
a
(MN)log
a
Mlog
a
N


log
a
M
log
a
Mlog
a< br>N

N


08物理与电子信息科学学院 韦华 教案
n

log
a
Mnlog
a
M(nR)


log
a
m
b
n

n
log< br>a
b

m
3、对数函数的图象与性质
a1






(1)定义域:(0,+


(2)值域:R
(3)当x=1时,y=0即过定点(1,0)

(4)当
0x1
时,
y(,0)


0a1


(4)当
x1
时,
y(,0)

x1
时,
y(0,)

0x1
时,
y(0,)

(5)在(0,+

)上为减函数 (5)在(0,+

)上为增函数
注:确定图中各函数的底数a,b,c,d与1的大小关系
提示:作一直线y=1,该直线与四个函数图象交点的横坐标即为它们相应的底数。

∴0













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两角和公式
和差化积公式及其推导过程
一 和差化积公式
sinθ+sinφ=2sin[(θ+φ)2]cos[(θ-φ)2]
sinθ- sinφ=2cos[(θ+φ)2]sin[(θ-φ)2]
cosθ+cosφ=2cos[(θ+φ)2]cos[(θ-φ)2] 、
cosθ- cosφ=-2sin[(θ+φ)2]sin[(θ-φ)2]
和差化积公式由积化和差公式变形得到,
积化和差公式是由正弦或余弦 的和角公式与差角公式通过加减运算
推导而得。 推导过程:
二 推导过程 :
sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ,
sin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβ
把两式相加得到:sin(α+β)+sin(α-β)=2sinαcosβ
所以,sinαcosβ=[sin(α+β)+sin(α-β)]2
同理,把两式相减,得到:
cosαsinβ=[sin(α+β)-sin(α-β)]2
cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ,
cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ
把两式相加,得到:
cos(α+β)+cos(α-β)=2cosαcosβ
所以,cosαcosβ=[cos(α+β)+cos(α-β)]2
同理,两式相减,得到


08物理与电子信息科学学院 韦华 教案
sinαsinβ=-[cos(α+β)-cos(α-β)]2
这样,得到了积化和差的四个公式:
sinαcosβ=[sin(α+β)+sin(α-β)]2
cosαsinβ=[sin(α+β)-sin(α-β)]2
cosαcosβ=[cos(α+β)+cos(α-β)]2
sinαsinβ=-[cos(α+β)-cos(α-β)]2
有了积化和差的四个公式以后,我们只需一个变形,就可以得到和差化
积的四个公式.我们把上述四个公式中的 α+β =θ, α-β = φ, 那 么
α=(θ+φ)2, β=(θ-φ)2
把 α, β 分别用 θ, φ 表示就可以得到和差化积的四个公式:
sinαcosβ=[sin(α+β)+sin(α-β)]2
cosαsinβ=[sin(α+β)-sin(α-β)]2
cosαcosβ=[cos(α+β)+cos(α-β)]2
sinαsinβ=-[cos(α+β)-cos(α-β)]2
变形为
2sin[(θ+φ)2]cos[(θ-φ)2] =sinθ+sinφ
2cos[(θ+φ)2]sin[(θ-φ)2] =sinθ-sinφ
2cos[(θ+φ)2]cos[(θ-φ)2] =cosθ+cosφ
-2sin[(θ+φ)2]sin[(θ-φ)2]= cosθ-cosφ

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