高中数学必修知识点总结中学教育高中教育_中学教育-高中教育.pdf

高中数学必修 2 第一章 立体几何初步 1、柱、锥、台、球的结构特征 （1）棱柱：定义：有两个面互相平行，其余各面都是四边形，且每相邻两个四边形的公共边都互相平行，由这些面所围成的几何体。分类：以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱、四棱柱、五棱柱等。表示：用各顶点字母，如五棱柱EDCBAABCDE 或用对角线的端点字母，如五棱柱AD 几何特征：两底面是对应边平行的全等多边形；侧面、对角面都是平行四边形；侧棱平行且相等；平行于底面的截面是与底面全等的多边形。（2）棱锥 定义：有一个面是多边形，其余各面都是有一个 公共顶点的三角形，由这些面所围成的几何体 分类：以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱锥、四棱锥、五棱锥等 表示：用各顶点字母，如五棱锥EDCBAP 几何特征：侧面、对角面都是三角形；平行于底面的截面与底面相似，其相似比等于顶点到截面距离与高的比的平方。（3）棱台：定义：用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥，截面和底面之间的部分 分类：以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱态、四棱台、五棱台等 表示：用各顶点字母，如五棱台EDCBAP 几何特征：上下底面是相似的平行多边形 侧面是梯形 侧棱交于原棱锥的顶点（4）圆柱：定义：以矩形的一边所在的直线为轴旋转,其余三边旋转所成的曲面所围成的几何体 特征：底面是全等的圆；母线与轴平行；轴与底面圆的半径垂直；侧面展开图是一个矩形。（5）圆锥：定义：以直角三角形的一条直角边为旋转轴,旋转一周所成的曲面所围成的几何体 几何特征：底面是一个圆；母线交于圆锥的顶点；侧面展开图是一个扇形。（6）圆台：定义：用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥，截面和底面之间的部分 几何特征：上下底面是两个圆；侧面母线交于原圆锥的顶点；侧面展开图是一个弓形。（7）球体：定义：以半圆的直径所在直线为旋转轴，半圆面旋转一周形成的几何体 几何特征：球的截面是圆；球面上任意一点到球心的距离等于半径。2、空间几何体的三视图 定义三视图：正视图（光线从几何体的前面向后面正投影）；侧视图（从左向右）、俯视图（从上向下）注：正视图反映了物体上下、左右的位置关系，即反映了物体的 高度和长度；俯视图反映了物体左右、前后的位置关系，即反映了物体的 长度和宽度；侧视图反映了物体上下、前后的位置关系，即反映了物体的 高度和宽度。3、空间几何体的直观图斜二测画法 斜二测画法特点：原来与 x 轴平行的线段仍然与 x 平行且长度不变；原来与 y 轴平行的线段仍然与 y 平行，长度为原来的一半。4、柱体、锥体、台体的表面积与体积（1）几何体的表面积为几何体各个面的面积的和。（2）特殊几何体表面积公式（c 为底面周长，h 为高，h为斜高，l 为母线）chS直棱柱侧面积 rhS2圆柱侧 21chS正棱锥侧面积 rlS圆锥侧面积)(2121hccS正棱台侧面积 lRrS)(圆台侧面积 lrrS2圆柱表 lrrS圆锥表 22RRlrlrS圆台表 （3）柱体、锥体、台体的体积公式 VSh柱 2VShr h圆柱 13VSh锥 hrV231圆锥 1()3VSS SS h台 2211()()33VSS SS hrrRR h圆台 （4）球体的表面积和体积公式：V球=343R；S球面=24 R 特殊几何体表面积公式（c 为底面周长，h 为高，为斜高，l 为母线）柱体、锥体、台体的体积公式 （4）球体的表面积和体积公式：V=；S=两个四边形的公共边都互相平行由这些面所围成的几何体分类以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱四棱柱五棱柱等表示用各顶点字母如五棱柱或用对角线的端点字母如五棱柱几何特征两底面是对应边平行的全等多边形侧余各面都是有一个公共顶点的三角形由这些面所围成的几何体分类以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱锥四棱锥五棱锥等表示用各顶点字母如五棱锥几何特征侧面对角面都是三角形平行于底面的截面与底面相似其相似比等底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱态四棱台五棱台等表示用各顶点字母如五棱台几何特征上下底面是相似的平行多边形侧面是梯形侧棱交于原棱锥的顶点圆柱定义以矩形的一边所在的直线为轴旋转其余三边旋转所成的曲面第二章 直线与平面的位置关系 空间点、直线、平面之间的位置关系 1 平面含义：平面是无限延展的 2 三个公理：（1）公理 1：如果一条直线上的两点在一个平面内，那么这条直线在此平面内.符号表示为 AL BL =L A B 公理 1 作用：判断直线是否在平面内.（2）公理 2：过不在一条直线上的三点，有且只有一个平面。符号表示为：A、B、C 三点不共线=有且只有一个平面，使 A、B、C。公理 2 作用：确定一个平面的依据。（3）公理 3：如果两个不重合的平面有一个公共点，那么它们有且只有一条过该点的公共直线。符号表示为：P=L，且 PL 公理 3 作用：判定两个平面是否相交的依据.空间中直线与直线之间的位置关系 1 空间的两条直线有如下三种关系：相交直线：同一平面内，有且只有一个公共点；平行直线：同一平面内，没有公共点；异面直线：不同在任何一个平面内，没有公共点。2 公理 4：平行于同一条直线的两条直线互相平行。L A C B A P L 共面直线 两个四边形的公共边都互相平行由这些面所围成的几何体分类以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱四棱柱五棱柱等表示用各顶点字母如五棱柱或用对角线的端点字母如五棱柱几何特征两底面是对应边平行的全等多边形侧余各面都是有一个公共顶点的三角形由这些面所围成的几何体分类以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱锥四棱锥五棱锥等表示用各顶点字母如五棱锥几何特征侧面对角面都是三角形平行于底面的截面与底面相似其相似比等底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱态四棱台五棱台等表示用各顶点字母如五棱台几何特征上下底面是相似的平行多边形侧面是梯形侧棱交于原棱锥的顶点圆柱定义以矩形的一边所在的直线为轴旋转其余三边旋转所成的曲面符号表示为：设 a、b、c 是三条直线 a b c b 强调：公理 4 实质上是说平行具有传递性，在平面、空间这个性质都适用。公理 4 作用：判断空间两条直线平行的依据。3 等角定理：空间中如果两个角的两边分别对应平行，那么这两个角相等或互补.4 注意点：a与 b所成的角的大小只由 a、b 的相互位置来确定，与 O的选择无关，为了简便，点 O一般取在两直线中的一条上；两条异面直线所成的角(0，)；当两条异面直线所成的角是直角时，我们就说这两条异面直线互相垂直，记作 ab；两条直线互相垂直，有共面垂直与异面垂直两种情形；计算中，通常把两条异面直线所成的角转化为两条相交直线所成的角。空间中直线与平面、平面与平面之间的位置关系 1、直线与平面有三种位置关系：（1）直线在平面内 有无数个公共点 （2）直线与平面相交 有且只有一个公共点（3）直线在平面平行 没有公共点 指出：直线与平面相交或平行的情况统称为直线在平面外，可用 a 来表示 a a=A a .直线、平面平行的判定及其性质 2.2.1 直线与平面平行的判定 1、直线与平面平行的判定定理：平面外一条直线与此平面内的一条直线平行，则该直线与此平面平行。简记为：线线平行，则线面平行。=a c 2两个四边形的公共边都互相平行由这些面所围成的几何体分类以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱四棱柱五棱柱等表示用各顶点字母如五棱柱或用对角线的端点字母如五棱柱几何特征两底面是对应边平行的全等多边形侧余各面都是有一个公共顶点的三角形由这些面所围成的几何体分类以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱锥四棱锥五棱锥等表示用各顶点字母如五棱锥几何特征侧面对角面都是三角形平行于底面的截面与底面相似其相似比等底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱态四棱台五棱台等表示用各顶点字母如五棱台几何特征上下底面是相似的平行多边形侧面是梯形侧棱交于原棱锥的顶点圆柱定义以矩形的一边所在的直线为轴旋转其余三边旋转所成的曲面符号表示：a b =a a b 2.2.2 平面与平面平行的判定 1、两个平面平行的判定定理：一个平面内的两条交直线与另一个平面平行，则这两个平面平行。符号表示：a b a b=P a b 2、判断两平面平行的方法有三种：（1）用定义；（2）判定定理；（3）垂直于同一条直线的两个平面平行。2.2.3 直线与平面、平面与平面平行的性质 1、直线与平面平行的性质定理：一条直线与一个平面平行，则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行。简记为：线面平行则线线平行。符号表示：a a a b 两个四边形的公共边都互相平行由这些面所围成的几何体分类以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱四棱柱五棱柱等表示用各顶点字母如五棱柱或用对角线的端点字母如五棱柱几何特征两底面是对应边平行的全等多边形侧余各面都是有一个公共顶点的三角形由这些面所围成的几何体分类以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱锥四棱锥五棱锥等表示用各顶点字母如五棱锥几何特征侧面对角面都是三角形平行于底面的截面与底面相似其相似比等底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱态四棱台五棱台等表示用各顶点字母如五棱台几何特征上下底面是相似的平行多边形侧面是梯形侧棱交于原棱锥的顶点圆柱定义以矩形的一边所在的直线为轴旋转其余三边旋转所成的曲面=b 作用：利用该定理可解决直线间的平行问题。2、两个平面平行的性质定理：如果两个平行的平面同时与第三个平面相交，那么它们的交线平行。符号表示：=a a b =b 作用：可以由平面与平面平行得出直线与直线平行 直线、平面垂直的判定及其性质 2.3.1 直线与平面垂直的判定 1、定义：如果直线 L 与平面内的任意一条直线都垂直，我们就说直线L 与平面互相垂直，记作L，直线L叫做平面的垂线，平面叫做直线 L的垂面。如图，直线与平面垂直时,它们唯一公共点 P 叫做垂足。P a L 2、直线与平面垂直的判定定理：一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直，则该直线与此平面垂直。注意点：a)定理中的“两条相交直线”这一条件不可忽视；b)定理体现了“直线与平面垂直”与“直线与直线垂直”互相转化的数学思想。2.3.2 平面与平面垂直的判定 1、二面角的概念：表示从空间一直线出发的两个半平面所组成的图形 A 梭 l B 2、二面角的记法：二面角-l-或-AB-3、两个平面互相垂直的判定定理：一个平面过另一个平面的垂线，则这两个平面垂直。直线与平面、平面与平面垂直的性质 1、直线与平面垂直的性质定理：垂直于同一个平面的两条直线平行。2、两个平面垂直的性质定理：两个平面垂直，则一个平面内垂直于交线的直线与另一个平面垂直。两个四边形的公共边都互相平行由这些面所围成的几何体分类以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱四棱柱五棱柱等表示用各顶点字母如五棱柱或用对角线的端点字母如五棱柱几何特征两底面是对应边平行的全等多边形侧余各面都是有一个公共顶点的三角形由这些面所围成的几何体分类以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱锥四棱锥五棱锥等表示用各顶点字母如五棱锥几何特征侧面对角面都是三角形平行于底面的截面与底面相似其相似比等底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱态四棱台五棱台等表示用各顶点字母如五棱台几何特征上下底面是相似的平行多边形侧面是梯形侧棱交于原棱锥的顶点圆柱定义以矩形的一边所在的直线为轴旋转其余三边旋转所成的曲面第三章 直线与方程（1）直线的倾斜角 定义：x轴正向与直线向上方向之间所成的角叫直线的倾斜角。特别地，当直线与x轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为 0 度。因此，倾斜角的取值范围是 0180 （2）直线的斜率 定义：倾斜角不是 90的直线，它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率。直线的斜率常用 k 表示。即。斜率反映直线与轴的倾斜程度。当直线 l 与 x 轴平行或重合时,=0 ,k=tan0=0;当直线 l 与 x 轴垂直时,=90 ,k 不存在.当时，；当时，；当时，不存在。过两点的直线的斜率公式：（P1(x1,y1),P2(x2,y2),x1 x2）注意下面四点：(1)当时，公式右边无意义，直线的斜率不存在，倾斜角为 90；(2)k与P1、P2的顺序无关；(3)以后求斜率可不通过倾斜角而由直线上两点的坐标直接求得；(4)求直线的倾斜角可由直线上两点的坐标先求斜率得到。（3）直线方程 点斜式：直线斜率k，且过点 注意：当直线的斜率为 0时，k=0，直线的方程是y=y1。当直线的斜率为 90时，直线的斜率不存在，它的方程不能用点斜式表示但因l上每一点的横坐标都等于x1，所以它的方程是x=x1。斜截式：，直线斜率为k，直线在y轴上的截距为b 两点式：（）直线两点，截矩式：其中直线与轴交于点,与轴交于点,即与轴、轴的截距分别为。一般式：（A，B不全为 0）注意：1各式的适用范围2特殊的方程如：平行于x轴的直线：（b为常数）；平行于y轴的直线：（a为常数）；（6）两直线平行与垂直 当，时，；注意：利用斜率判断直线的平行与垂直时，要注意斜率的存在与否。（7）两条直线的交点 相交 交点坐标即方程组的一组解。方程组无解；方程组有无数解与重合（8）两点间距离公式：设是平面直角坐标系中的两个点，则 （9）点到直线距离公式：一点到直线的距离 两个四边形的公共边都互相平行由这些面所围成的几何体分类以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱四棱柱五棱柱等表示用各顶点字母如五棱柱或用对角线的端点字母如五棱柱几何特征两底面是对应边平行的全等多边形侧余各面都是有一个公共顶点的三角形由这些面所围成的几何体分类以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱锥四棱锥五棱锥等表示用各顶点字母如五棱锥几何特征侧面对角面都是三角形平行于底面的截面与底面相似其相似比等底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱态四棱台五棱台等表示用各顶点字母如五棱台几何特征上下底面是相似的平行多边形侧面是梯形侧棱交于原棱锥的顶点圆柱定义以矩形的一边所在的直线为轴旋转其余三边旋转所成的曲面（10）两平行直线距离公式 已知两条平行线直线1l和2l的一般式方程为1l：01CByAx，2l：02CByAx，则1l与2l的距离为2221BACCd 第四章 圆与方程 1、圆的定义：平面内到一定点的距离等于定长的点的集合叫圆，定点为圆心，定长为圆的半径。2、圆的方程（1）标准方程，圆心，半径为 r；点00(,)M xy与圆222()()xaybr的位置关系：当2200()()xayb2r，点在圆外 当2200()()xayb=2r，点在圆上 当2200()()xayb2r，点在圆内 （2）一般方程 当时，方程表示圆，此时圆心为，半径为 当时，表示一个点；当时，方程不表示任何图形。（3）求圆方程的方法：一般都采用待定系数法：先设后求。确定一个圆需要三个独立条件，若利用圆的标准方程，需求出 a，b，r；若利用一般方程，需要求出 D，E，F；另外要注意多利用圆的几何性质：如弦的中垂线必经过原点，以此来确定圆心的位置。3、直线与圆的位置关系：直线与圆的位置关系有相离，相切，相交三种情况：（1）设直线，圆，圆心到l的距离为，则有；（2）过圆外一点的切线：k 不存在，验证是否成立k 存在，设点斜式方程，用圆心到该直线距离=半径，求解k，得到方程【一定两解】(3)过 圆 上 一 点 的 切 线 方 程：圆(x-a)2+(y-b)2=r2，圆 上 一 点 为(x0，y0)，则 过 此 点 的 切 线 方 程 为(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r2 4、圆与圆的位置关系：通过两圆半径的和（差），与圆心距（d）之间的大小比较来确定。设圆，两圆的位置关系常通过两圆半径的和（差），与圆心距（d）之间的大小比较来确定。当时两圆外离，此时有公切线四条；当时两圆外切，连心线过切点，有外公切线两条，内公切线一条；当时两圆相交，连心线垂直平分公共弦，有两条外公切线；当时，两圆内切，连心线经过切点，只有一条公切线；两个四边形的公共边都互相平行由这些面所围成的几何体分类以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱四棱柱五棱柱等表示用各顶点字母如五棱柱或用对角线的端点字母如五棱柱几何特征两底面是对应边平行的全等多边形侧余各面都是有一个公共顶点的三角形由这些面所围成的几何体分类以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱锥四棱锥五棱锥等表示用各顶点字母如五棱锥几何特征侧面对角面都是三角形平行于底面的截面与底面相似其相似比等底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱态四棱台五棱台等表示用各顶点字母如五棱台几何特征上下底面是相似的平行多边形侧面是梯形侧棱交于原棱锥的顶点圆柱定义以矩形的一边所在的直线为轴旋转其余三边旋转所成的曲面当时，两圆内含；当时，为同心圆。注意：已知圆上两点，圆心必在中垂线上；已知两圆相切，两圆心与切点共线 圆的辅助线一般为连圆心与切线或者连圆心与弦中点 精心搜集整理，请按实际需求再行修改编辑，因文档各种差异排版需调整字体属性及大小 两个四边形的公共边都互相平行由这些面所围成的几何体分类以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱四棱柱五棱柱等表示用各顶点字母如五棱柱或用对角线的端点字母如五棱柱几何特征两底面是对应边平行的全等多边形侧余各面都是有一个公共顶点的三角形由这些面所围成的几何体分类以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱锥四棱锥五棱锥等表示用各顶点字母如五棱锥几何特征侧面对角面都是三角形平行于底面的截面与底面相似其相似比等底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱态四棱台五棱台等表示用各顶点字母如五棱台几何特征上下底面是相似的平行多边形侧面是梯形侧棱交于原棱锥的顶点圆柱定义以矩形的一边所在的直线为轴旋转其余三边旋转所成的曲面