2022年高中数学-3知识点汇编 2.pdf
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1、知识点大全高中数学必修 2 知识点第 3 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0 180(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tank。斜率反映直线与轴的倾斜程度。当90,0时,0k;当180,90时,0k;当90时,k不存在。过两点的直线的斜率公式:)(211212xxxxyyk注意下面四点:(1) 当21xx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
2、、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:)(11xxkyy直线斜率k,且过点11, yx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:bkxy,直线斜率为k,直线在y轴上的截距为b两点式:112121yyxxyyxx(1212,xxyy)直线两点11, yx,22, yx截矩式:1xyab其中直线l与x轴交于点( ,0)a,与y轴
3、交于点(0, )b,即l与x轴、y轴的 截距 分别为, a b。一般式:0CByAx( 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:by(b 为常数);平行于 y 轴的直线:ax(a 为常数);(5)直线系方程:即具有某一共同性质的直线(一)平行直线系平 行 于 已 知 直 线0000CyBxA(00,BA是 不 全 为0 的 常 数 ) 的 直 线 系 :000CyBxA(C 为常数)(二)过定点的直线系()斜率为k 的直线系:00 xxkyy,直线过定点00,yx;()过两条直线0:1111CyBxAl,0:2222CyBxAl的交点的直线系方程为0
4、222111CyBxACyBxA(为参数),其中直线2l不在直线系中。(6)两直线平行与垂直当111:bxkyl,222:bxkyl时,212121,/bbkkll;12121kkll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0:1111CyBxAl0:2222CyBxAl相交交点坐标即方程组00222111CyBxACyBxA的一组解。方程组无解21/ ll;方程组有无数解1l与2l重合(8)两点间距离公式:设1122(,),A x yB xy,()是平面直角坐标系中的两个点,则222121|()()ABxxyy(9)点到直线距离公式:一点00, yxP
5、到直线0:1CByAxl的距离2200BACByAxd(10)两平行直线距离公式在任一直线上任取一点,再转化为点到直线的距离进行求解。二、圆的方程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222rbyax,圆心ba,,半径为r;(2)一般方程022FEyDxyx当0422FED时,方程表示圆,此时圆心为2,2ED,半径为FEDr42122当0422FED时,表示一个点;当0422FED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
6、,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,基本上由下列两种方法判断:( 1)设直线0:CByAxl,圆222:rbyaxC,圆心baC,到l 的距离为22BACBbAad,则有相离与Clrd;相切与Clrd;相交与Clrd(2)设直线0:CByAxl,圆222:rbyaxC,先将方程联立消元,得到一个一元二次方程之后,令其中的判别式为,则有相离与Cl0;相切与Cl0;相交与Cl0注:如果圆心的位置在原点,可使用公式200ryyxx去解直线与圆相切的问
7、题,其中00, yx表示切点坐标,r 表示半径。(3)过圆上一点的切线方程:圆 x2+y2=r2,圆上一点为 (x0,y0),则过此点的切线方程为200ryyxx(课本命题 )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(课精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页知识点大全本命题的推广)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221211:rbyaxC,222222:RbyaxC两圆
8、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rRd时两圆外离,此时有公切线四条;当rRd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rRdrR时两圆相交,连心线垂直平分公共弦,有两条外公切线;当rRd时,两圆内切,连心线经过切点,只有一条公切线;当rRd时,两圆内含;当0d时,为同心圆。空间直角坐标系(1)定义 :如图,,OBCDD A B C是单位正方体 . 以 A为原点,分别以 OD,O,A,OB 的方向为正方向,建立三条数轴x轴.y 轴.z 轴。这时建立了一个空间直角坐标系Oxyz. 1)O叫做坐标原点 2 )x 轴, y 轴, z 轴叫做坐标
9、轴. 3)过每两个坐标轴的平面叫做坐标面。(2)右手表示法:令右手大拇指、食指和中指相互垂直时,可能形成的位置。大拇指指向为x轴正方向,食指指向为y 轴正向,中指指向则为z 轴正向,这样也可以决定三轴间的相位置。(3)任意点坐标表示:空间一点 M的坐标可以用有序实数组( , , )x y z来表示, 有序实数组( , , )x y z叫做点M在此空间直角坐标系中的坐标,记作( , , )M x y z(x 叫做点M的横坐标, y 叫做点M的纵坐标, z 叫做点 M的竖坐标)(4)空间两点距离坐标公式:212212212)()()(zzyyxxd高中数学必修 3 知识点一:算法初步1:算法的概念
10、(1)算法概念:在数学上,现代意义上的“算法”通常是指可以用计算机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,而不应当是模棱两可 . 顺序性与正确性:算法从初始步骤开始,分为若干明确的步骤,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,对于一个问题可以有不同
11、的算法. 普遍性:很多具体的问题,都可以设计合理的算法去解决,如心算、计算器计算都要经过有限、事先设计好的步骤加以解决. 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
12、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。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:顺序结构是最简单
13、的算法结构,语句与语句之间,框与框之间是按从上到下的顺序进行的, 它是由若干个依次执行的处理步骤组成的,它是任何一个算法都离不开的一种基本算法结构。顺序结构在程序框图中的体现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A框和 B框,也不可能A框、 B框都不执行。一个判断结构可以
14、有多个判断框。(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
15、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p A 成立不成立P 不 成立P 成立A 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页知识点大全注意: 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。因此,循环结构中一定包含条件结构,但不允许“死循环”。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。计数变量和累加变量一般是同步执行的,累加一次,计数一次。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
16、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,若输入多个变量,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不同的。赋值号的左右两边
17、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
18、 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。计算机在执行时,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;若条件不符合,则执行ELSE 后面的语句2。IF THEN 语句IF THEN 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。计算机在执行时首先对 IF 后的条件进行判断,如果条件符
19、合就执行THEN 后边的语句,若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。(1)WHILE语句WHILE语句的一般格式是对应的程序框图是当计算机遇到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,计算机将不执行循环体,直接跳到WEND语句后,接着
20、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。(2)UNTIL语句 UNTIL语句的一般格式是对应的程序框图是直到型循环又称为“后测试型”循环,从UNTIL型循环结构分析,计算机执行该语句时,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:(先由学生讨论再归纳)图形计算器格式INPUT“提示内容”;变量INPUT “提示内容”,变量PRINT“提示内容
21、”;表达图形计算器格式Disp “提示内容”,变量变量表达式图形计算器格式表达式变量IF 条件THEN语句 1 ELSE 语句 2 否是满 足 条件?语语IF 条件 THEN语句END IF (图 3)满足条件?语句是否(图 4)WHILE 条件循环体WEND 满足条件?循环否是满足条件?循环体是否DO 循环体LOOP UNTIL 条件精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页知识点大全(1)当型循环先判断后执行,直到型循环先执行后判断;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
22、行循环7:辗转相除法与更相减损术(1)辗转相除法。也叫欧几里德算法,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; 若0R0,则 n 为 m ,n的最大公约数;若0R 0,则用除数n 除以余数0R得到一个商1S和一个余数1R;若1R0,则1R为 m , n的最大公约数; 若1R 0, 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)更相减损术我国早期也有求最大公约数问题的算法,就是更相减损术。在九章算术中有更相减损术求最大公约数的步骤:可半者半之,不可半者,副置分母?子之数
23、,以少减多,更相减损,求其等也,以等数约之。翻译为: 任意给出两个正数;判断它们是否都是偶数。若是, 用 2 约简; 若不是, 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。(3)辗转相除法与更相减损术的区别:都是求最大公约数的方法,计算上辗转相除法以除法为主,更相减损术以减法为主,计算次数上辗转相除法计算次数相对较少,特别当两个数字大小区别较大时计算次数的区别较明显。从结果体现形式来看,辗转相除法体现结果是以相除余数为0 则得到, 而更相减损术则以减数与差相等而得到8:秦九韶算法与
24、排序(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 =.=(.( 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。(
25、2)两种排序方法:直接插入排序和冒泡排序直接插入排序基本思想:插入排序的思想就是读一个,排一个。将第个数放入数组的第个元素中,以后读入的数与已存入数组的数进行比较,确定它在从大到小的排列中应处的位置将该位置以及以后的元素向后推移一个位置,将读入的新数填入空出的位置中(由于算法简单,可以举例说明)冒泡排序基本思想: 依次比较相邻的两个数, 把大的放前面 , 小的放后面 . 即首先比较第1 个数和第2 个数 ,大数放前 , 小数放后 . 然后比较第2个数和第 3 个数 .直到比较最后两个数. 第一趟结束 , 最小的一定沉到最后. 重复上过程 , 仍从第 1 个数开始 , 到最后第 2 个数 . 由
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