第五章:更高更妙的高中数学知识与公式大全.docx
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1、第五章 更高更妙的高中数学知识与公式大全 除了教材中学习到的公理/定理/公式/性质等可以直接作为平时解题的重要依据外,事实上,在日常学习中我们还可以适当储备一点补充的知识,作为自己的秘密武器,下面按高中数学教材顺序列举一些,供大家参考。5.1 必修部分 必修一第一章集合1 若集合A中有n个元素,则A有 个子集,有 个真子集(或非空真子集)2 摩根法则:3. 容斥原理: 设是A的子集,则第二章 函数1.一般地,若的定义域是,则的定义域是的解集2. 一般地,若的定义域是,则的定义域是函数的值域。3. 画简单幂函数图像步骤:先作第一象限图像,如果,图像是抛物型(当时,开口向上;当时,开口向右)且过和
2、点;若,图像是双曲线型且过点 。再作整个幂函数图像,这时需要借助幂函数的定义域及奇偶性。4. 函数的单调性 (1)设函数,如果对区间上任意的 总有(),那么称函数在区间上是增(减)函数,并称函数在这一区间上具有单调性,区间叫作函数的单调区间。(2)对复合函数,若与的单调性相同(相反),则是增(减)函数。 (3)设在区间和 上分别是是增(减)函数,且,则在上也是增(减)函数。(4)设与在上也递增(减),则在上也上递增(减);若增加条件:,则也是增(减)函数。(5)设在区间上是增(减)函数,且的值域为,则在上必有反函数,且在上也是增(减)函数。5. 函数的奇偶性(1)为奇函数定义域A关于原点对称且
3、;为偶函数定义域A关于原点对称且;(2)的图像关于对称;的图像关于对称; (3) 如果奇(偶)函数在区间上具有单调性,那么在上具有相同(反)的单调性(4) 定义在R上的函数总可以表示为一个奇函数与一个偶函数之和,其中,6. 函数的周期性(1)设函数,如果(T为常数),使得对都有,则称函数是以T为周期的周期函数,如果周期函数的所有正周期中存在一个最小者T,则称T为的最小正周期。(2)周期的几个结论 设有最小正周期T,则除外函数无其他正周期。设周期函数有最小正周期T,则有最小正周期 若是周期函数,是任意函数,则也是周期函数(3)设函数满足,若两式同号,则是以为周期的周期函数,若两式不同号,则是以为
4、周期的周期函数。(4)若奇函数在处有意义,则,若函数的周期为T,则有(5)为奇函数且以直线对称,则函数是周期函数,且,如(6)为偶函数且以直线对称,则函数是周期函数,且,如7. 函数图象的代数特征(1)奇函数的图象关于原点对称,偶函数的图象关于y轴对称(2)函数与其反函数的图象关于直线对称。(3)与的图像关于y轴对称;与的图像关于x轴对称(4)与的图像关于原点对称;与的图像关于对称(5)函数的图像直线对称(6)函数的图像直线对称(7)函数与函数的图像直线对称8. 求函数最值(值域)的常用方法(1)判别式法:将上的y视为常数,若它关于x是二次的,则可由其关于x的判别式的非负而求得y的范围,注意检
5、验等号是否成立。(2)换元法:引入适当的变量,将复杂的函数式化归为已知的简单函数式,注意引入变量的范围。(3)利用二次函数:化归为二次函数的最值或限定条件下的二次函数最值问题,借用配方法来求解。(4)利用单调性:将所给函数化为熟知的初等函数,利用单调性求最值(值域)(5)利用不等式:运用算术几何不等式,柯西不等式:设与,则,等号成立当且仅当等来求最值,但要注意等号成立条件的讨论。(6)图像法:利用图像的直观性可求一些特殊函数的值域9. 分数指数幂(1)(2)10. 根式的性质(1)(2)当n为奇数时,;当n为偶数时,11. 有理指数幂的运算性质(1)(2)(3)注:若,p是一个无理数,则表示一
6、个确定的实数,上述有理指数幂的运算性质,对于无理指数幂都适用。12. 指数式与对数式的互化式13. 对数的换底公式14. 对数的四则运算法则若且则(1)(2)(3)第三章 指数函数与对数函数1. 对数运算公式(1)外移公式:(2)连锁公式:(3)真数互换公式:(4)底数互换公式: 2. 对于单调性相同的两个对数函数,的图像,在同一坐标系内它们的图像在点两侧上下相反,且右侧底大图低。3. 当对数中的底数和真数同时在或上时,;否则4. 二次函数解析式的三种形式(1)一般式:(2)顶点式:(3)零点式:5. 方程在上有且只有一个实根,与不等价,前者是后者的一个必要不充分条件。 特别地,方程有且只有一
7、个实根在内,等价于或且,或且6. 闭区间上二次函数的最值 二次函数在闭区间上的最值只能在处及区间的两端点处取得,具体如下:(1) 当时:若,则若,则(2) 当时:若,则若,则7.一元二次方程的实根分布依据:若 ,则方程在区间内至少有一个实根。设,则(1)方程在区间内有实根的充要条件为或(2)方程在区间内有实根的充要条件为或或 或(3)方程在区间内有实根的充要条件为或8. 定区间上含参数的二次不等式恒成立的条件依据(1)在给定区间的子区间L(如等)上含参数的二次不等式(t为参数)恒成立的充要条件是(2)在给定区间的子区间L上含参数的二次不等式(t为参数)恒成立的充要条件是(3)恒成立的充要条件是
8、或9. 几个常见的函数方程(1)正比例函数 (2)指数函数 (3)对数函数 (4)幂函数 (5)余弦函数,正弦函数 :10.设函数,记。若的定义域为R,则;若的值域为R,则。对于的情形,需要单独检验。11. 对数换底不等式及其推广若,则函数(1) 当时,在上为增函数(2) 当时,在上为减函数推论 设,则(1)(2)12.平均增长率的问题如果原来产值的基础数为N,平均增长率为p,则对于时间x的总产值y,有必修二第一章 立体几何初步1四面体的对棱所成的角:四面体ABCD中,AC与BD所成的角为,则2.异面直线所成的角(其中)为异面直线所成的角,分别表示异面直线的方向向量)3.直线AB与平面所成的角
9、 4.若所在平面与过边AB的平面所成的角为,另两边AC,BC,与平面所成的角分别是,A,B为的两个内角,则特别的,当时,有5. 若所在平面与过边AB的平面所成的角为,另两边AC,BC,与平面所成的角分别是,为的两个内角,则特别的,当时,有6.二面角的平面角(为平面的法向量)7.三余弦定理设AC,BC是平面内的两条直线,且,垂足为C,又设AO与AB所成的角为,AB与AC所成的角为,AO与AC所成的角为,则8.三射线定理若夹在平面角为的二面角的线段与二面角的两个半平面所成的角是,与二面角的棱所成的角是,则有:(当且仅当等号成立)9.空间两点间的距离公式若有空间两点,则10.点Q到直线的距离(点P在
10、直线上,直线的方向向量,向量,h为点Q到直线的距离)11.异面直线间的距离:(是两异面直线,其公垂向量为,C,D分别是上的任意点,d为间的距离)12.点B到平面的距离:(为平面的法向量,AB是经过平面的一条斜线,)13.异面直线上的两点距离公式()(两条异面直线所成的角为,其公垂线段的长度为h,在直线上的分别取两点,)14.面积射影定理(平面多边形及其射影的面积分别是,它们所在的平面所成的锐二面角为)15.斜棱柱的直截面已知斜棱柱的侧棱长是,侧面积和体积分别是,它的直截面的周长和面积分别是,则: 2.16.作截面的依据三个平面两两相交,有三条交线,则这三条交线交于一点或互相平行17.棱锥的平行
11、界面的性质如果棱锥被平行于底面的平面所截,那么所得的界面与底面相似,截面面积与底面面积的比等于顶点到截面距离与棱锥高的平方比(对应角相等,对应边成比例的多边形是相似多边形,相似多边形的面积的比等于对应边的比的平方);相应小棱锥与棱锥的侧面积的比等于顶点到截面距离与棱锥高的平方比18.欧拉定理(欧拉公式)(简单多面体的顶点数,棱数E和面数F的关系)(1) E=各面多边形边数和的一般,特别的,若每个面是边数为n多边形,则面数F与棱数E的关系:E=(2) 若每个顶点引出的棱数为m,则顶点数V与棱数E的关系:19.球的半径是R,则体积是,表面积是20.球的组合体(1)球与长方体的组合体:长方体的外接球
12、的直径是长方体的体对角线长(2)球与正方体的组合体:正方体的内切球的直径是正方体的棱长,正方体的棱切球的直径是正方体的面对角线长,正方体的外接球的直径是正方体的体对角线长(3)球与正四面体的组合体:棱长为的正四面体的内切球的半径为,外接球的半径是21.柱体,椎体的体积 (S是柱体的底面积,h是柱体的高)(S是锥体的底面积,h是锥体的高)22.相似体(球体之间,正方体之间,椎体被平行于底的平面所截的小锥与大椎之间)有体积之比等于对应高(或对应边)的立体比23.棱长为的正四面体的内切球半径,外接球半径证明思路:因为内外球心重合一点,记为O,由,知,至于可由正方体对角线构成正四面体,这时正四面体外接
13、球就是正方体的外接球24.证明直线与直线平行的思考途径(1)转化为判定共面两直线无交点( 2)转化为两直线同平行于第三条直线(3) 转化为线面平行(4) 转化为线面垂直(5) 转化为面面平行25.证明直线与平面平行的思考途径(1)转化为直线与平面无公共点(2)转化为线线平行(3)转化为面面平行26.证明平面与平面平行的思考途径(1)转化为判断两平面无公共点(2)转化为线面平行(3)线面垂直27.证明直线与直线垂直的思考途径(1)转化为相交垂直(2)转化为线面垂直(3)转化为线与另一线的射影垂直(4)转化为线与形成射影的斜线垂直28.证明直线与平面垂直的思考途径(1)转化为该直线与平面内任一直线
14、垂直(2)转化为该直线与平面内相交两直线垂直(3)转化为该直线与平面的一条垂线平行(4)转化为该直线垂直于另一个平行平面(5)转化为该直线与两个垂直平面的交线垂直29.证明平面与平面垂直的思考途径(1)转化为判断二面角是直二面角(2)转化为线面垂直第二章解析几何初步1. 圆在x轴上截距之和为,在y轴上截距之和为,在两轴上截距之和为F2. 两圆相交,则两圆方程之差对应的方程是两圆的公共弦的方程3. 在圆C上找若干点P到直线(一般,与圆C相交)距离为问题:作直线且距离为,判断m与圆C交点(即P点)个数即可4. 到两定点A,B距离分别为的直线的条数问题:分别构造以A为圆心,半径为的圆和以B为圆心,半
15、径为的圆,直线作为两圆的公切线,判断两圆切线的条数即可5. 斜率公式:6. 直线的5种方程(1) 点斜式:,(直线过点,且斜率为k)(2) 斜截式:(b为直线在y轴上的截距)(3) 两点式:(,)(4) 截距式:(分别现在的横,纵截距,)(5) 一般式:(A,B不同时为0)7. 两直线的平行和垂直(1) 若,则: (2) 若,且 都不为零,则: , 8. 夹角公式(1) ()(2) (,)直线时,两直线的夹角是9. 四种常用直线系方程(1) 定点直线系方程:经过定点的直线系方程为(除直线),其中k是待定的系数;经过定点的直线系方程为,其中A,B是待定的系数(2) 共点系方程:经过两直线的直线系
16、方程为,其中是待定系数(3) 平行系直线方程:直线中当斜率k一定而b变动时,表示平行直线系方程;与直线平行的直线系方程是,是参变量(4) 垂直系方程:与直线()垂直的直线系方程10. 点到直线的距离:11. 所表示的平面区域设直线,则所表示的平面区域是:若,当B与同号时,表示直线上方的区域:当B与异号时,表示直线下方的区域,即同号在上,异号在下若,当A与同号时,表示直线右方的区域,当A与异号,表示直线左方的区域,即同号在右,异号在左12. 圆的四种方程(1) 圆的标准方程:(2) 圆的一般方程:(3) 圆的参数方程:(4) 圆的直径式方程:(圆的直径的端点是13. 圆系方程(1) 过点的圆系方
17、程是 ,其中是直线AB的方程,是待定系数(2) 过直线:圆C:的交点的圆系方程是,是待定系数(3)过圆与圆的交点的圆系方程是,是待定系数14.点与圆的位置关系点与圆的位置关系:若,则: 15.直线与圆的位置关系直线与圆的位置关系有三种其中16.两圆的位置关系的判断方法设两圆圆心分别为,半径分别为,则:17.圆的切线方程(1)已知圆若已知切点在圆上,则切线只有一条,其方程是若切点在圆外,表示过两个切点的切点弦方程过圆外一点的切线方程:可设为,再利用相切条件求k,这时必有两条切线,注意:不要漏掉平行于y轴的切线(2)已知圆过圆上的点的切线方程为斜率为k的圆的切线方程为18.如右图所示,在直线上找一
18、点P,使得P到两定点A,B(同侧两点)的张角最大,作法是:作过AB与相切的圆,P为切点必修四第一章 三角函数1. 三种角所在象限之间关系可借助右图 (1) 由a所在象限推出所在象限:若a在第k象限,则在图中找出数字k,k所在的区域位于哪个象限,就说在哪个象限(2) 由a所在象限推出2a所在象限:若a在第k象限,则k象限的数字对应2a所在象限2. 由符号判断a位置:(1)终边在直线上方(特殊的,当a在第二象限时有);(2)终边在直线上方(特殊的,当a在第一象限时有)3. 正弦函数 关于直线对称(即在对称抽处函数值为1或-1);关于点也对称4. 余弦函数 关于点 对称,关于直线 对称5. 函数 的
19、图像间的转换:(1)平移向量 ,即左右平移 ,上下平移 个单位;(2)把图像向左()或向右()平移个单位可得到图像(注:平移或平移是不同的形式,却是相同的结果);(3)把图像上各点纵坐标不变,横坐标伸缩到原来可得到 图像6. 由函数额图像通过变换得到的图像,有两种途径:“先平移后伸缩”与“先伸缩后平移”方法1:先平移后伸缩的图像得到的图像得到的图像得到的图像方法2:先伸缩后平移的图像得到 得到的图像得到的图像7. 由图像确定函数或的方法: ,由图像上的一个特殊点(五点中的某一个)的横坐标代入来确定8. 三角函数周期公式:周期是;周期是;额度周期公式是9. 常见三角不等式(1) 若(2) 若(3
20、)10. 同角三角函数的基本关系式11. 正弦,余弦的诱导公式第二章 平面向量1. 实数与向量的积的运算律 设为实数,那么(1) 结合律: (2) 第一分配律(3) 第二分配律2. 向量的数量积的运算律(1)(交换律)(2)(3)3.平面向量基本定律如果是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任一向量,有且只有一对实数,使得不共线的向量叫做表示这一平面内所有向量的一组基底4.与的数量积(或内积):5.的几何意义数量积等于的长度与在的方向上的投影的乘积6.平面向量上午坐标运算(1)设,则(2)设,则(3)设,则(4)设,则(5)设,则7.两向量的夹角公式:8.向量的平行与垂直设,且,则
21、:9.线段的定比分公式设是线段的分点,是实数,且,则10.三角形的重心坐标公式三个顶点的坐标分别为,则的重心坐标是11.点的平移公式(注:图形F上的任意一点在平移后图形上的对应点为,且的坐标为)12.按向量平移的几个结论(1)点按向量平移后得到点(2)函数的图像C按向量平移后得到图像,则的函数解析式为(3)图像按向量平移后得到图像C,若C的解析式为,则的函数解析式为(4)曲线C:按向量平移后得到图像,则的方程为(5)向量按向量平移后得到的向量仍然为13.极化恒等式:特别的,如右图所示,在中,M为BC中点,则有以下恒等式成立:(1)(2)14.的平分线上向量可表示为:,常常反过来用15.点O,A
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