Реферат по предмету "Математика"


Метод комплексных чисел в планиметрии

/>Предисловие
    В данной работе рассмотрен методкомплексных чисел в планиметрии, применение его критериев в задачахэлементарного характера на темы – «Параллельность, коллинеарность,перпендикулярность», «Углы и площади», «Многоугольники», «Прямая и окружность».
    Метод комплексных чисел виностранной литературе используется достаточно широко. Однако в отечественнойлитературе этот метод не получил широкого распространения. Имеются отдельныефрагменты в книге З. А. Скопеца. Систематическое изложение этого метода дано вкниге Я. П. Понарина «Алгебра комплексных чисел в геометрических задачах». Намивыбраны и решены на наш взгляд наиболее интересные задачи, выполняемые этимметодом.
    Метод комплексных чисел позволяетрешать планиметрические задачи прямым вычислением по готовым формулам. Выборэтих формул с очевидностью диктуется условием задачи и её требованием. В этомсостоит необычайная простота этого метода по сравнению с векторным икоординатным методами, методом геометрических преобразований,конструктивно-синтетическим методом, требующими от решающего порой немалой сообразительностии длительных поисков, хотя при этом готовое решение может быть коротким.

/> § 1 Параллельность,коллинеарность, перпендикулярность.
    />1.1.Коллинеарность векторов.
                                      />                                   (1.2)
    />1.2. Коллинеарность трёх точек.
                                                  />                                          (1.3)
Это – критерий принадлежноститочек А, В, С одной прямой.
                                               />                                                    (1.5)
определяет прямую, содержащую хорду АВединичной окружности.
    />1.3.Перпендикулярность отрезков (векторов).
                         />                               (1.7)
Уравнение касательной
                                               />                                                    (1.8)
                                               />                                                        (1.9)
/>
    З а д а ч а 1. Доказать, чтоточки пересечения прямых, содержащих стороны треугольника, с касательными кописанной окружности в противоположных им вершинах коллинеарны. /> § 2 Углы и площади
/>/>    2.1. Угол между векторами.
(2.1)
/>                                                                                                  
(2.2)
 
    />2.2. Площадь треугольника
        />                          (2.3)
/>
    З а д а ч а 2. Основание D высотыCD треугольникаABC делит сторонуABв отношении 3:1. Угол ACD вдвое больше угла BCD. Вычислить углы треугольника ABC.
 />§3 Многоугольники
    3.1. Подобные треугольники.
   />                                       (3.1)
где />/> – комплексное число, /> – коэффициент подобия.
   />                                       (3.2)
где />/> – комплексное число, /> – коэффициент подобия.
    Если />,то треугольники /> и /> равны. Тогда соотношение(3.1) – признак равенства одинаково ориентированных треугольников, асоотношение (3.2) – признак равенства противоположно ориентированныхтреугольников.
    />3.2. Критерий правильного треугольника.
Треугольник ориентированположительно:                               
                                                    />                                             (3.4)
Треугольник ориентированотрицательно:                                
     />                                             (3.5)
    />
3.3  Правильные многоугольники.
/>
где kпринимает значения />. Все nзначений />имеютодин и тот же модуль /> 
/>
/>
Корням уравнения
/>/>
соответствуют вершины />.
/>    З а д а ч а 3. Точки /> симметричны точке Р,лежащей в плоскости треугольника ABC, относительно, соответственно, прямых AB, BC, CA. Точки /> – серединыотрезков /> Докажите, что треугольники/> и /> подобны и противоположноориентированы (рис. 5).
 
 
    З а д а ч а 4. Насторонах /> и /> выпуклого четырёхугольника/> вне его построеныправильные треугольники /> и /> а на сторонах /> и /> построены правильныетреугольники /> и /> лежащие счетырёхугольником в одной полуплоскости относительно прямых /> и /> соответственно. Докажите,что /> –параллелограмм (рис. 6).
    />
    З а д а ч а 5. Точка /> делит сторону /> правильного треугольника /> в отношении 3:2 считая отточки />. Точка /> делит сторону /> в отношении 3:14, считаяот точки />. Отрезки /> и /> пересекаются в точке/>. Докажите, что прямые /> и /> перпендикулярны.
/>
    З а д а ч а 6. Через центрправильного треугольника проведена прямая. Доказать, что сумма квадратоврасстояний от вершин  треугольника до прямой не зависит от выбора прямой.
/>
    З а д а ч а 7. Пусть d – диаметр окружности, /> и
/> – стороны вписанного в неё иописанного около
неё правильных n-угольников.  Докажите, что
/> (рис. 9).
    />§4 Прямая и окружность
    />4.1.Уравнение прямой.
        />                                            (4.1)
/>
Пусть коэффициенты aиbне обращаются в нуль одновременно. Приходим куравнению: /> которое а) имеет единственноерешение при /> б) имеет бесконечноемножество решений при />
    Отсюда и на основании предыдущихисследований получаем, что уравнение (4.1) определяет а) единственную точку при/> б) прямую при /> в) пустое множество при />
    />4.3. Общее уравнение окружности в сопряжённых комлексныхкоординатах. Окружность с центром S(s) и радиусом R имеет уравнение
                                         />                                                  (4.2)
где z – координата переменной точки окружности.
/>                                                (4.4)
Сравнивая уравнение (4.3) суравнением (4.2) приходим к выводу, что уравнения (4.3) и (4.2) задаютокружность тогда и только тогда, когда /> иab— c– действительное число. Отсюда />, а значит, с должнобыть действительным числом. Итак, уравнение
/>                                               (4.5)
есть уравнение окружности с центром /> и радиусом />
    />4.4. Уравнение окружности по трём данным точкам. Пусть окружность /> проходит через точки A, B, C. Тогда однородная линейная система
/>
относительно /> имеет ненулевое решение(так как окружности определяются тремя неколлинеарными точками), поэтому еёопределитель равен нулю:
/>                                              (4.6)
Это уравнение представляет собойуравнение окружности по трём данным точкам.
    />4.5. Ортогональные окружности. Две пересекающиеся окружностиназываются ортогональными, если касательные к ним в их общей точкеперпендикулярны. Очевидно, что касательная к одной из окружностей в их общейточке содержит центр другой окружности.
    Даны две окружности (A,R) и (B,r), заданные соответственно уравнениями: /> где /> и /> где /> Для того, чтобы эти окружности были ортогональны,необходимо и достаточно, чтобы /> или
/>                                             (4.7)
или
    />                                                  (4.8)
/>    З а д а ч а 7. В плоскости даныдва отрезка ABиCD. Найдите множество точек М,для каждой из которых площади треугольников MABиMDCравны (рис. 10).
З а д а ч а 9.  На гипотенузе ABпрямоугольного треугольника  ABCдана произвольная точкаP. Докажите, что окружности, описанные околотреугольников APC иBPC, ортогональны.
/>Д о к а з а т е л ь с т в о. Примемвершину С  данного треугольника за начальную точку. Пусть точкам А,В, P соответствуют комплексные числа 1,b, p, а центрам окружностей РАС и РВС числа /> (рис. 11). По условию /> или />. Переходя к комплекснымчислам, получаем: /> откуда />.
    Руководствуясь (4.6), составимуравнение окружности РВС:
/>
или
/>
После раскрытия определителяполучаем:
/>                                                                                                                 />
или
/>/>
откуда
/>
    Из уравнения находим: />
Аналогично, для окружности РAС имеем:
/>
и
/>
отсюда />
Согласно критерию (4.8) для того,чтобы окружности РАС и РВС были ортогональны необходимо идостаточно, чтобы /> Учитываяпредыдущие результаты, проверим выполнимость данного критерия:
/>
    />
    Таким образом, окружности РАСи РВС являются ортогональными.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат І. П. Голосніченко доктор юридичних наук, професор
Реферат Академічний курс Затверджено Міністерством освіти І науки України як підручник для студентів юридичних спеціальностей вищих навчальних закладів Київ 2005
Реферат Особенности строения и функции кожного покрова человека
Реферат Геоэкологические аспекты мониторинга здоровья населения промышленных городов
Реферат Паутинообразная модель моделирования динамики рыночных цен
Реферат Алгоритмические языки: использование множеств
Реферат Использование художественной литературы на уроках истории.
Реферат Рост ВВП и справедливое распределение
Реферат Список + все темы по английскому языку для сдачи выпускного экзамена в 11 классе 2001 года
Реферат «Использование метода ассоциаций на уроке немецкого языка при обучении лексике»
Реферат Нормативная база составления бухгалтерской отчетности
Реферат Экстремальная медицина (Травматический шок)
Реферат Themes Of A Raisin In The Sun
Реферат Резьба по дереву в Древней Руси
Реферат Воспитание в древнерусском государстве (VI - IX вв.)