对称性在高中数学中的应用举例

时间:2023-05-03 15:22:11 阅读: 最新文章 文档下载
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对称性在高中数学中的应用举例

对称性在高中数学中具有十分重要的应用,下面我们来举几个具体的例子。 1.图形的对称性

在几何学中,对称性是指在某些变换下,图形保持不变。如在平面上,如果一个点绕固定点旋转180°后落在自己所在的位置上,那么这个点就具有对称性;如果一图形绕自己的对称中心旋转一定角度后与原图形完全重合,那么这个图形就具有对称性。在学习几何的时候,我们经常需要利用图形的对称性来求解问题。例如,已知一个等边三角形的一条边上有一点P,求P到另外两边的距离,我们可以在三角形的对称中心O处画出一条垂线,将三角形对垂线做一个轴对称,得到一个与原图形相似的三角形,然后利用相似关系求出P到另外两边的距离。 2.代数式的对称性

在代数学中,对称性是指一个代数式在某些变换下保持不变。例如,一个多项式f(x)具有奇偶对称性,当且仅当f(x)=f(-x),称f(x)为偶函数;当且仅当f(x)=-f(-x),称f(x)为奇函数。利用函数的对称性,可以简化许多计算,如当我们需要求一奇函数在[-a,a]区间内的积分时,由于奇函数的积分在[-a,a]区间内相当于在[-a,0][0,a]上的积分之和,而由于f(x)=-f(-x),因此在[-a,0]上的积分等于在[0,a]上的积分,因此该积分可以简化为对[0,a]上的积分进行计算。

在学习函数图像时,我们经常需要运用函数的对称性来快速绘制图像。例如,已知f(x)具有奇偶对称性,那么在绘制f(x)的图像时,只需要绘制[-1,1]区间内的半个图像,然后将其对y轴或者原点进行对称就可以得到整个图像。

在三角形、四边形等平面图形中,如果其中一个顶点到图形的另一条边的垂线中点,与垂线的交点处于中点,那么这个图形就具有中心对称性。利用这一性质,可以求出很多三角形的面积、周长等。例如,已知一个三角形的三条边长分别为abc,利用海伦公式可以求出三角形的面积S=sqrt(p(p-a)(p-b)(p-c)),其中p=(a+b+c)/2,如果此三角形具有中心对称性,那么可以利用垂线中点定理求出三角形的高,然后再求出三角形的面积。 总之,对称性是数学中十分重要的一个概念,可以帮助我们简化计算,求解问题。在学习数学的过程中,我们应该多加利用对称性,以便更好地理解和掌握数学知识。


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