2022年高中数学必修三：知识点 .pdf

1 必修 3：知识点一：算法初步1：算法的概念1算法概念：通常是指可以用电脑来解决的某一类问题是程序或步骤，这些程序或步骤必须是明确和有效的，而且能够在有限步之内完成. 2算法的特点: 有限性 ：一个算法的步骤序列是有限的，必须在有限操作之后停止，不能是无限的. 确定性 ：算法中的每一步应该是确定的并且能有效地执行且得到确定的结果。顺序性与正确性：算法从初始步骤开始，分为假设干明确的步骤，每一个步骤只能有一个确定的后继步骤，前一步是后一步的前提，只有执行完前一步才能进行下一步，并且每一步都准确无误，才能完成问题. 不唯一性 ：求解某一个问题的解法不一定是唯一的，但是答案是唯一的。普遍性 ：很多具体的问题，都可以设计合理的算法去解决。2： 程序框图1程序框图基本概念：程序构图的概念：程序框图又称流程图，是一种用规定的图形、指向线及文字说明来准确、直观地表示算法的图形。一个程序框图包括以下几部分：表示相应操作的程序框；带箭头的流程线；程序框外必要文字说明。构成程序框的图形符号及其作用程序框名称功能起止框表示一个算法的起始和结束，是任何流程图不可少的。输入、输出框表示一个算法输入和输出的信息，可用在算法中任何需要输入、输出的位置。处理框赋值、计算，算法中处理数据需要的算式、公式等分别写在不同的用以处理数据的处理框内。判断框判断某一条件是否成立，成立时在出口处标明“是”或“ Y” ；不成立时标明“否”或“N” 。学习这部分知识的时候，要掌握各个图形的形状、作用及使用规则，画程序框图的规则如下：1、使用标准的图形符号。2、框图一般按从上到下、从左到右的方向画。3、除判断框外，大多数流程图符号只有一个进入点和一个退出点。判断框具有超过一个退出点的唯一符号。4、判断框分两大类，一类判断框“是”与“否”两分支的判断，而且有且仅有两个结果；另一类是多分支判断，有几种不同的结果。5、在图形符号内描述的语言要非常简练清楚。满足条件？语句否满足条件？语句 1 语句 2 是否精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 11 页2 3：算法的三种基本逻辑结构：顺序结构、条件结构、循环结构。1顺序结构：顺序结构在程序框图中的表达就是用流程线将程序框自上而下地连接起来，按顺序执行算法步骤。如在示意图中，A 框和 B 框是依次执行的，只有在执行完 A 框指定的操作后，才能接着执行B 框所指定的操作。2条件结构：条件结构是指在算法中通过对条件的判断根据条件是否成立而选择不同流向的算法结构。条件 P是否成立而选择执行A框或 B框。无论P条件是否成立，只能执行A框或 B框之一，不可能同时执行。3循环结构：在一些算法中，经常会出现从某处开始，按照一定条件，反复执行某一处理步骤的情况，这就是循环结构，反复执行的处理步骤为循环体，显然，循环结构中一定包含条件结构。循环结构又称重复结构，循环结构可细分为两类：一类是当型循环结构，如下左图所示，它的功能是当给定的条件P 成立时，执行A 框， A 框执行完毕后，再判断条件P 是否成立，如果仍然成立，再执行A 框，如此反复执行A 框，直到某一次条件P 不成立为止，此时不再执行A 框，离开循环结构。另一类是直到型循环结构，如下右图所示，它的功能是先执行，然后判断给定的条件P是否成立，如果P 仍然不成立，则继续执行A 框，直到某一次给定的条件P 成立为止，此时不再执行A 框，离开循环结构。当型循环结构直到型循环结构注意： 1 循环结构要在某个条件下终止循环，这就需要条件结构来判断。2 在循环结构中都有一个计数变量和累加变量。计数变量用于记录循环次数，累加变量用于输出结果。4：输入、输出语句和赋值语句1输入语句输入语句的一般格式输入语句的作用是实现算法的输入信息功能；“提示内容”提示用户输入什么样的信息，变量是指程序在运行时其值是可以变化的量；输入语句要求输入的值只能是具体的常数，不能是函数、变量或表达式；提示内容与变量之间用分号“； ”隔开，假设输入多个变量，变量与变量之间用逗号“，”隔开。2输出语句输出语句的一般格式输出语句的作用是实现算法的输出结果功能；“提示内容”提示用户输入什么样的信息，表达式是指程序要输出的数据；输出语句可以输出常量、变量或表达式的值以及字符。 3赋值语句赋值语句的一般格式赋值语句的作用是将表达式所代表的值赋给变量；赋值语句中的“”称作赋值号，与数学中的等号的意义是A B p 否P 是A A 是否P 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 11 页3 不同的。赋值号的左右两边不能对换，它将赋值号右边的表达式的值赋给赋值号左边的变量；赋值语句左边只能是变量名字，而不是表达式，右边表达式可以是一个数据、常量或算式；对于一个变量可以多次赋值。注意： 赋值号左边只能是变量名字，而不能是表达式。如：2=X是错误的。赋值号左右不能对换。如“A=B ” “B=A ”的含义运行结果是不同的。不能利用赋值语句进行代数式的演算。如化简、因式分解、解方程等。赋值号“ = ”与数学中的等号意义不同。5：条件语句（1）条件语句的一般格式有两种：IFTHEN ELSE 语句； IFTHEN 语句。IF THEN ELSE 语句IFTHEN ELSE 语句的一般格式为图1，对应的程序框图为图2。图 1 图 2 分析：在IFTHEN ELSE 语句中，“条件”表示判断的条件，“语句 1”表示满足条件时执行的操作内容；“语句2”表示不满足条件时执行的操作内容；END IF 表示条件语句的结束。电脑在执行时，首先对IF 后的条件进行判断，如果条件符合，则执行THEN 后面的语句1；假设条件不符合，则执行ELSE 后面的语句2。IF THEN 语句IFTHEN 语句的一般格式为图3， 对应的程序框图为图4。注意：“条件”表示判断的条件；“语句”表示满足条件时执行的操作内容，条件不满足时，结束程序；END IF 表示条件语句的结束。电脑在执行时首先对IF 后的条件进行判断，如果条件符合就执行THEN 后边的语句，假设条件不符合则直接结束该条件语句，转而执行其它语句。6：循环语句循环结构是由循环语句来实现的。对应于程序框图中的两种循环结构，一般程序设计语言中也有当型WHILE型和直到型UNTIL 型两种语句结构。即WHILE语句和 UNTIL语句。 1WHILE语句WHILE语句的一般格式是对应的程序框图是当电脑遇到WHILE语句时，先判断条件的真假，如果条件符合，就执行WHILE与 WEND之间的循环体；然后再检查上述条件，如果条件仍符合，再次执行循环体，这个过程反复进行，直到某一次条件不符合为止。这时，IF 条件THEN语句 1 ELSE 否是满足条件？语句 1 语句 2 IF 条件 THEN语句END IF 图 3满足条语是否图WHILE 条件循环体WEND 满足条件？循环否是精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 11 页4 电脑将不执行循环体，直接跳到WEND 语句后，接着执行WEND 之后的语句。因此，当型循环有时也称为“前测试型”循环。 2UNTIL语句UNTIL 语句的一般格式是对应的程序框图是直到型循环，从UNTIL型循环结构分析，电脑执行该语句时，先执行一次循环体，然后进行条件的判断，如果条件不满足，继续返回执行循环体，然后再进行条件的判断，这个过程反复进行，直到某一次条件满足时，不再执行循环体，跳到LOOP UNTIL语句后执行其他语句，是先执行循环体后进行条件判断的循环语句。分析： 当型循环与直到型循环的区别：（1）当型循环先判断后执行，直到型循环先执行后判断；2在 WHILE语句中，是当条件满足时执行 循环体；在UNTIL语句中，是当条件不满足时执行循环。 例如：上课时间睡觉，下课不睡觉7：辗转相除法与更相减损术1辗转相除法。用辗转相除法求最大公约数的步骤如下：用较大的数m除以较小的数n 得到一个商0S和一个余数0R；假设0R 0， 则 n 为 m ， n 的最大公约数； 假设0R0， 则用除数n 除以余数0R得到一个商1S和一个余数1R；假设1R0，则1R为 m ，n 的最大公约数；假设1R0，则用除数0R除以余数1R得到一个商2S和一个余数2R；依次计算直至nR0，此时所得到的1nR即为所求的最大公约数。2更相减损术任意给出两个正数；判断它们是否都是偶数。假设是，用2 约简；假设不是，执行第二步。以较大的数减去较小的数，接着把较小的数与所得的差比较，并以大数减小数。继续这个操作，直到所得的数相等为止，则这个数等数就是所求的最大公约数。98 和 63：98-63=35 63-35=28 35-28=7 28-7=21 21-7=14 14-7=7 8：秦九韶算法1秦九韶算法概念：f(x)=anxn+an-1xn-1+ .+a1x+a0求值问题f(x)=anxn+an-1xn-1+ .+a1x+a0 =( anxn-1+an-1xn-2+ .+a1)x+a0 =( anxn-2+an-1xn-3+ .+a2)x+a1)x+a0 满足条循 环是否DO 循环体LOOP UNTIL 条件精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 11 页5 =. =(.( anx+an-1)x+an-2)x+.+a1)x+a0求多项式的值时， 首先计算最内层括号内依次多项式的值，即 v1=anx+an-1然后由内向外逐层计算一次多项式的值，即 v2=v1x+an-2 v3=v2x+an-3 .vn=vn-1x+a0 这样，把n 次多项式的求值问题转化成求n 个一次多项式的值的问题。9：进位制 1概念：进位制是一种记数方式，用有限的数字在不同的位置表示不同的数值。可使用数字符号的个数称为基数，基数为n，即可称 n 进位制，简称n 进制。现在最常用的是十进制，通常使用10 个阿拉伯数字0-9 进行记数。对于任何一个数，我们可以用不同的进位制来表示。比方：十进数57，可以用二进制表示为111001，也可以用八进制表示为71、用十六进制表示为39，它们所代表的数值都是一样的。一般地，假设k 是一个大于1 的整数，那么以k 为基数的 k 进制可以表示为：110()110.(0,0,.,)nnknna aa aakaa ak，而表示各种进位制数一般在数字右下脚加注来表示, 如 111001(2)表示二进制数,34(5)表示 5 进制数 . (2)k进制转化为十进制公式：二进制）（2110011化为十进制）（2110011012345212120202121=51(3) 十进制转化为k 进制：除k 取余法注： k 进制数之间的转化，首先转化成十进制，再转化为其他进制数。二：统计1：简单随机抽样1总体和样本在统计学中, 把研究对象的全体叫做总体把每个研究对象叫做个体把总体中个体的总数叫做总体容量为了研究总体的有关性质，一般从总体中随机抽取一部分：，研究，我们称它为样本其中个体的个数称为样本容量2简单随机抽样。特点是：每个样本单位被抽中的可能性相同概率相等，样本的每个单位完全独立，彼此间无一定的关联性和排斥性。简单随机抽样是其它各种抽样形式的基础。通常只是在总体单位之间差异程度较小和数目较少 时，才采用这种方法。110()110110(10)nnknnnna aa aakakakak精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 11 页6 3简单随机抽样常用的方法：抽签法随机数表法( 电脑模拟法使用统计软件直接抽取。) 4抽签法步骤: 抽签法：给总体中所有个体编号号码可以从1 到 n将 1 到 n 这 n 个号码写在形状、大小都相同的好签上将好签放在一个容器中，搅拌均匀每次从容器中不放回地抽取一个好签，并记录其编号，连续抽取x 次从总体中，将与抽到的号签编号一致的个体取出（5）随机数法利用随机数表编号：将总体中的每个个体编号在随机数表中任选一个数作为开始的数从选定的数开始按一定的方向可以向右、向左、向上、向下读数，得到的号码假设不在编号中则跳过，假设在编号中则取出，如果得到的号码前面已取出则跳过，如此继续下去，直到取满为止把选定的号码所对应的n 个个体作为样本2：系统抽样（1）系统抽样等距抽样：系统抽样的步骤：将总体的N个个体编号；确定分段间隔k，对编号进行分段，当N/n 是整数时，取k=N/n ；在第一段用简单随机抽样确定第一个个体编号m(mk) 按照一定的规则抽取个体，即：将m 加上间隔k 得到第二个个体编号m+k), 以此类推。制签编号搅拌抽签取样编号定初值选号取样精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 11 页7 3：分层抽样 1分层抽样类型抽样 ：先将总体中的所有单位按照某种特征或标志性别、年龄等划分成假设干类型或层次 ，然后 按比例 在各个类型或层次中采用简单随机抽样或系用抽样的方法抽取一个子样本， 最后，将这些 子样本合起来构成总体的样本。例如：高年级与低年级分开，男女分开. （2）分层的比例问题：抽样比=样本容量各层样本容量个体容量各层个体容量简单随机抽样、系统抽样和分层抽样三种抽样的类比学习共同方法适应范围相互联系抽样特征特点类别简单随机抽样系统抽样分层抽样抽样过程中每个个体被抽取的概率相等将总体分成均衡几部分，按规则关联抽取将总体分成几层，按比例分层抽取用简单随机抽样抽取起始号码总体中的个体数较少总体中的个体数较多总体由差异明显的几部分组成从总体中逐个不放回抽取用简单随机抽样或系统抽样对各层抽样4：用样本的数字特征估计总体的数字特征 1知道具体数据情况下求以下数值的方法：样本均值：nxxxxn21样本标准差：nxxxxxxssn222212)()()(；方差：2s众数：在样本数据中，频率分布最大值所对应的样本数据可以是多个。中位数：在样本数据中，累计频率为0.5 时所对应的样本数据值只有一个。（ 2）观察频率分布直方图不知道具体数据时求以下数值的方法：样本众数：直方图中最高小长方形下端中点的横坐标的值。中位数 ：第一步，根据直方图先求出各个小长方形的面积，面积 =频率，总面积为1 ；第二步，确定中位数在哪个小长方形里中位数平分面积，两边各0.5 ；第三步，设中位数为x，则利用中位数平分面积，左边面积和为0.5 列方程；第四步，解方程，求出x。平均数：第一步，根据直方图先求出各个小长方形的面积，面积 =频率，总面积为1 ；第二步，求出每个小长方形的底边中点的横坐标。第三步，面积与横坐标对应相乘第四步，把第三步的结果相加，最终算出的数值即为平均数。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 11 页8 5:用样本的频率分布估计总体分布1：画出频率分布表与频率分布直方图频率分布表和频率分布直方图，是从各个小组数据在样本容量中所占比例大小的角度，来表示数据分布规律，它可以使我们看到整个样本数据的频率分布情况。具体步骤如下：第一步：求极差，即计算最大值与最小值的差. 第二步：决定组距和组数：组距与组数确实定没有固定标准，需要尝试、选择，力求有合适的组数，以能把数据的规律较清楚地呈现为准.太多或太少都不好，不利对数据规律的发现.组数应与样本的容量有关，样本容量越大组数越多.一般来说，容量不超过100 的组数在5 至 12 之间 .组距应最好“取整”，它与组距极差有关 . 注意：组数的“取舍”不依据四舍五入，而是当组距极差不是整数时，组数=组距极差+1. 频率分布折线图：连接频率分布直方图中各个小长方形上端的重点，就得到频率分布折线图。总体密度曲线：总体密度曲线反映了总体在各个范围内取值的半分比，它能给我们提供更加精细的信息。例如： 为了了解某地区高三学生的身体发育情况，抽查了地区内100 名年龄为 17.518 岁的男生的体重情况，结果如下单位： kg . 56.5 69.5 65 61.5 64.5 76 71 66 63.5 56 66.5 64 64.5 76 58.5 59.5 63.5 65 70 74.5 72 73.5 56 67 70 68.5 64 55.5 72.5 66.5 57.5 65.5 68 71 75 68 76 57.5 60 71.5 62 68.5 62.5 66 59.5 57 69.5 74 64.5 59 63.5 64.5 67.5 73 68 61.5 67 68 63.5 58 55 72 66.5 74 63 59 65.5 62.5 69.5 72 60 55.5 70 64.5 58 64.5 75.5 68.5 64 62 64 70.5 57 62.5 65 65.5 58.5 67.5 70.5 65 69 71.5 73 62 58 66 66.5 70 63 59.5 试根据上述数据画出样本的频率分布直方图，并对相应的总体分布作出估计. 解：按照以下值的差1求最大值与最小计.在上述数据中，最大值是76，最小值是55，极差是7655=21. 2确定组距与组数.如果将组距定为2，那么由 21 2=10.5，组数为11，这个组数适合的.于是组距为2，组数为11. 3决定分点 .根据本例中数据的特点，第1 小组的起点可取为54.5，第 1 小组的终点可取为56.5，为了防止一个数据既是起点，又是终点从而造成重复计算，我们规定分组的区间是“左闭右开 ”的 .这样，所得到的分组是54.5，56.5 ， 56.5，58.5 ， 74.5，76.5. 4列频率分布表. 频率 =频数 样本总数 分组频数频率频率 /组距54.5，56.52 0.02 0.01 56.5，58.56 0.06 0.03 58.5，60.510 0.10 0.05 60.5，62.510 0.10 0.05 62.5，64.514 0.14 0.07 64.5，66.516 0.16 0.08 66.5，68.513 0.13 0.065 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 11 页9 68.5，70.511 0.11 0.055 70.5，72.58 0.08 0.04 72.5，74.57 0.07 0.035 74.5，76.53 0.03 0.015 合计100 1.00 0.50 5绘制频率分布直方图. 频率分布直方如图22 3 所示 . 频率/ 组距54 . 5 56.5 58.5 60.5 62.5 64. 5 66. 5 68. 57 0. 5 72.5 74.5 76.5体重频率/ 组距频率/ 组距54. 5 56. 558. 56 0. 562. 56 4. 5 66. 5 68. 5 70.57 2.5 74.50. 070. 060. 050. 040. 030. 020. 010体重连接频率直方图中各小长方形上端的中点，就得到频率分布折线图. 2：茎叶图 ：茎是指中间的一列数，叶是指从茎旁边生长出来的数。例 2：某赛季甲、乙两名篮球运发动每场比赛得分情况如下甲的得分： 15，21，25，31， 36，39，31，45，36，48，24，50，37；乙的得分： 13，16，23，25， 28，33，38，14，8，39，51. 上述的数据可以用以下图来表示，中间数字表示得分的十位数，两边数字分别表示两个人各场比赛得分的个位数.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 11 页10 甲乙0851364451 2358769161 3389854051图 225 6：变量间的相关关系：变量 1 的变化对变量2 的结果有影响，但不是“函数”，只能确定是“正相关、负相关”，则称“变量1 与变量 2 具有相关关系” 。1回归直线：根据变量的数据作出散点图，如果各点大致分布在一条直线的附近，就称这两个变量之间具有线性相关的关系，这条直线叫做回归直线方程。设已经得到具有线性相关关系的一组数据：所要求的回归直线方程为：yb xa，其中， a，b 是待定的系数。常考常用：已知b，求 a，再求当x 等于某数值时，y 的取值。解法：计算x 的平均数和y 的平均数；由回归直线过的样本中心点( ,)x y，将 x 的平均数和y 的平均数对应代入回归方程，求出a；当 a、b 确定后，回归方程就是已知方程，只需将x 的值代入方程，就可求出y；同理，将已知的y 的值代入，也可以求出x。三：概率1：随机事件的概率及概率的意义1必然事件：在条件S 下，一定会发生的事件，叫相对于条件S 的必然事件；2不可能事件：在条件S下，一定不会发生的事件，叫相对于条件S的不可能事件；3随机事件：在条件S 下可能发生也可能不发生的事件，叫相对于条件S 的随机事件；4频数与频率：在相同的条件S下重复 n 次试验，观察某一事件A 是否出现，称n 次试验中事件A 出现的次数An为事件 A 出现的频数；称事件A 出现的比例()AnnfAn为事件 A 出现的频率。 频率 =频数 样本总数 5当试验的次数越多时，频率就越接近一个稳定值，这个稳定值我们称之为“概率”，即频率可看成概率的近似值。2：概率的基本性质1必然事件概率为1，不可能事件概率为0，因此 0P(A) 1 2事件的关系有：包含、并事件、交事件、相等事件x1x。nxy1y。ny精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 11 页11 3假设 AB 为不可能事件，即AB=，那么称事件A 与事件 B 互斥；4假设 AB 为不可能事件，AB 为必然事件 ，那么称事件A 与事件 B 互为对立事件；所以 :对立事件一定是互斥事件。5当事件 A 与 B 互斥 时，满足加法公式：P(AB)= P(A)+ P(B) ；假设某事件的结果有k 种可能，则这k 种可能的概率之和为1. 假设事件 A 与 B 为对立 事件，则AB 为必然事件，所以P(AB)= P(A)+ P(B)=1，于是有 P(A)=1 P(B)。6互斥事件与对立事件的区别与联系，互斥事件是指事件A 与事件 B 在一次试验中不会同时发生，其具体包括三种不同的情形： 1事件 A 发生且事件B 不发生；2事件 A 不发生且事件B 发生； 3事件 A 与事件 B 同时不发生，而对立事件是指事件A 与 事件 B 有且仅有一个发生，其包括两种情形；1事件 A 发生 B 不发生；2事件 B 发生事件 A 不发生，对立事件互斥事件的特殊情形。3：基本领件（1）基本领件：基本领件是在一次试验中所有可能发生的基本结果中的一个，一次实验的所有可能的结果一一列出，列出时做到不重复、不遗漏即可得出所有的基本领件。列出时可以画树状图，也可以按照一定规则和秩序一一列出。2基本领件的特点：任何两个基本领件是互斥的；任何事件除不可能事件外都可以表示成基本领件的和。4：古典概型：1古典概型的条件：古典概型是一种特殊的数学模型，这种模型满足两个条件：试验结果的有限性和所有结果的等可能性。所有基本领件必须是有限个。2古典概型的解题步骤；求出总的基本领件数；求出事件A 所包含的基本领件数，然后利用公式A( )p A所包含的基本事件的个数总的基本事件个数5：几何概型1几何概率模型：如果每个事件发生的概率只与构成该事件区域的长度面积或体积成比例，则称这样的概率模型为几何概率模型；2几何概型的概率公式：积）的区域长度（面积或体试验的全部结果所构成积）的区域长度（面积或体构成事件 AAp)(；3几何概型的特点：试验中所有可能出现的结果基本领件有无限多个；每个基本领件出现的可能性相等注意：概率为 1 的事件不一定为必然事件；概率为0 的事件不一定为不可能事件。精选学习资料 - - - - - - - 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