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高中数学秒杀型推论.doc

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高中数学秒杀型推论 高中数学秒杀型推论 一. 函数 1. 抽象函数的周期 (1)f(a±x)=f(b±x) T=|b-a| (2)f(a±x)=-f(b±x) T=2|b-a| (3)f(x-a)+f(x+a)=f(x) T=6a (4)f(x-a)=f(x+a) T=2a (5)f(x+a)=-f(x) T=2a (6)f(x)奇f(x+a)偶 或f(x)偶f(x+a)奇 T=4a 2.奇偶函数概念的推广及其周期: (1)对于函数f(x),若存在常数a,使得f(a-x)=f(a+x),则称f(x)为广义(Ⅰ)型偶函数,且当有两个相异实数a,b同时满足时,f(x)为周期函数T=2|b-a|; 定义在R上的函数f (x)满足f (a+x)=f (a-x),且方程f (x)=0恰有2n个实根,则这2n 个实根的和为2na . (2)若f(a-x)=-f(a+x),则f(x)是广义(Ⅰ)型奇函数,当有两个相异实数a,b同时满足时,f(x)为周期函数T=2|b-a| 3.抽象函数的对称性 (1)若f(x)满足f(a+x)+f(b-x)=c 则函数关于(a+b2,c2)成中心对称(充要) (2)若f(x)满足f(a+x)=f(b-x) 则函数关于直线x=a+b2成轴对称(充要) 4.洛必达法则,设连续可导函数f(x)和g(x) limfx→0g(x)→0f(x)g(x)=f'(x)g'(x) limfx→∞g(x)→∞f(x)g(x)=f'(x)g'(x) 二、三角 1.三角形恒等式 (1) tanA2tanB2+tanB2tanC2+tanC2tanA2=1 cotAcotB+cotBcotC+cotCcotA=1 (2) 正切定理&余切定理: 在非Rt△中,有tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC cotA2+cotB2+cotC2=cotA2cotB2cotC2 (3) sinA+sinB+sinC=4cosA2cosB2cosC2 cosA+cosB+cosC=1+4sinA2sinB2sinC2 (4)sin2A+sin2B+sin2C=2+2cosAcosBcosC cos2A+cos2B+cos2C=1-2cosAcosBcosC (5) cycsinAcosBcosC= sinAcosBcosC+sinBcosAcosC+sinCcosAcosB=sinAsinBsinC cyccosAsinBsinC= cosAsinBsinC+cosBsinAsinC+cosCsinAsinB=cosAcosBcosC-1 2.任意三角形射影定理(又称第一余弦定理): 在△ABC中 a=bcosC+ccosB;b=ccosA+acosC;c=acosB+bcosA 3. 任意三角形内切圆半径r=2Sa+b+c(S为面积), 外接圆半径R=abc4S=a2sinA=b2sinB=c2sinC 欧拉不等式:R>2r 4.梅涅劳斯定理 如下图,E.D.F三点共线的充要条件是 CEEA×AFFB×BDDC=1 5.塞瓦定理 如下图,AD、BE、CF三线共点的充要条件是 AFFB×BDDC×CEEA=1 6. 斯特瓦尔特定理: 如下图,设已知△ABC及其底边上B、C两点间的一点D,则有 AB²×DC+AC²×BD-AD²×BC=BC×DC×BD 7、和差化积公式(只记忆第一条) sinα+sinβ=2sinα+β2cosα-β2 sinα-sinβ=2cosα+β2sinα-β2 cosα+cosβ=2cosα+β2cosα-β2 cosα-cosβ=-2sinα+β2sinα-β2 8、积化和差公式 sinαsinβ=- cos(α+β)-cos(α-β) 2 cosαcosβ= cosα+β+cos(α-β) 2 sinαcosβ= sinα+β+sin(α-β) 2 cosαsinβ= sinα+β-sin(α-β) 2 9、万能公式 10.三角混合不等式:若x∈(0,π2),sinx<x<tanx 当x→0时sinx≈x≈tanx 11.海伦公式变式 如下图,图中的圆为大三角形的内切圆,大三角形三边长分别为a.b.c,大三角形面积为 S=xyz(x+y+z)=14(a+b+c)(a+b-c)(a+c-b)(b+c-a) 12.双曲函数 定义双曲正弦函数sinhx=ex-e-x2,双曲余弦函数coshx=ex+e-x2 易知(1)奇偶性:sinhx为奇函数,coshx为偶函数 (2)导函数:(sinhx)’=coshx,(coshx)’=sinhx (3)两角和:sinh(x+y)=sinhxcoshy+coshxsinhy cosh(x+y)=coshxcoshy+sinhxsinhy (4)复数域:sinh(ix)=isin(x); sin(ix)=isinh(x); cosh(ix)=cos(x); cos(ix)=cosh(x). (5)定义域:x∈R (6)值域:sinhx∈R,coshx∈[1,+∞) (7)平方差:cosh2x-sinh2x=1 13.三角形三边a.b.c成等差数列,则tanA2tanC2=13 14.三角形不等式 (1)在锐角△中, sinA+sinB+sinC>cosA+cosB+cosC tanA+tanB+tanC>cotA+cotB+cotC (2)三角形内角嵌入不等式(简称“嵌入不等式”) 在△中,x2+y2+z2≥2yzcosA+2xzcosB+2zycosC (3)在△中,sinA>sinB⟺cos2A>cos2B 15.ASA的面积公式: S=a2sinBsinC2sin⁡(B+C)=b2sinAsinC2sin⁡(A+C)=c2sinAsinB2sin⁡(A+B) 16.三角形四心:对于△ABC (1)重心G 向量定义:GA+GB+GC=0 向量性质:PG=13(PA+PB+PC),P为任意一点 面积性质:S△AGB=S△BGC=S△CGA=13S△ABC 定比分点性质: 重心G为中线的一个三等分点, 即G到顶点距离:G到该顶点对边中点的距离=2:1 (2)垂心H 向量定义:HA·HB=HB·HC=HC·HA 向量性质:tanAHA+tanBHB+tanCHC=0 对于非Rt∆ABC 面积性质:S∆BHC:S∆AHC:S∆AHB=tanA:tanB:tanC (3)外心O 向量定义:OA=OB=OC, 即OA2=OB2=OC2 向量性质:sin2AOA+sin2BOB+sin2COC=0 面积性质:S∆BOC:S∆AOC:S∆AOB =sin∠BOC:sin∠AOC:sin∠AOB =sin2A:sin2B:sin2C (4)内心I 向量定义: IA·ABAB-ACAC=IB·BABA-BCBC=IC·(CACA-CBCB) 向量性质:aIA+bIB+cIC=0 sinAIA+sinBIB+sinCIC=0 向量λABAB+ACAC//AI,λ>0时同向,λ<0时反向 面积性质:S∆BIC:S∆AIC:S∆AIB=a:b:c PS:涉及单位向量就很有可能涉及到内心 (5)欧拉线 定义:重心G.外心O.垂心H.九点圆N 四点共线,该线称为欧拉线 性质:GH:GO=2:1 三、复数 1.欧拉公式 cosθ+isinθ=eiθ⇒sinx=eix-e-ix2icosx=eix+e-ix2 2.棣莫弗定理 (cosθ+isinθ)n=cos(nθ)+isin(nθ) 3.复数模不等式(三角不等式) |z1+z2+∧+zn|≤|z1|+|z2|+∧+|zn| 当且仅当所有复数幅角主值相等时等号成立 4.z1-z22+z1+z22=2(z12+z22) 5. 复数恒等式:(a-b)(c-d)+(a-d)(b-c)=(a-c)(b-d) 四、数列(所有通过递推关系得出通项后都要检验首项) 1.An+1=kAn+f(n) 两边同除以kn+1,构造数列{Ankn},通过累加法得出通项公式 2. An+1=kAn+C 设一常数x,An+1-x=k(An-x) An+1 =kAn+(1-k)x 则(1-k)x=C,求出x=C1-k,即为不动点,得到等比数列{An-x},公比为k 3.不动点法: 形如An+1=bAn+cdAn+e(d≠0,当d=0时,则是第二种情况), 设函数f(x)=bx+cdx+e,x=bx+cdx+e的根称为f(x)的不动点, (1)若函数f(x)有2个不动点α,β 则数列{An-αAn-β}是一个等比数列,A’n=An-αAn-β=A1-αA1-β(b-αdb-βd)n-1,An=βAn'-αAn'-1 (2)若函数f(x)只有一个不动点α 则数列{1An-α}是一个等差数列,A’n=1A1-α+(n-1)db-dα (3)若函数f(x)没有不动点,则数列{An}是周期数列,周期自己找 4.特征方程法: 形如An+2=pAn+1+qAn称为二阶递推数列, 我们可以用它的特征方程x²-px-q=0的根来求它的通项公式 (1)若方程有两根x1,x2, 则An=μx1n-1+λx2n-1 (μ, λ可根据题目确定) (2)若只有一个根x0 An=(μ+λn)x0n-1 (μ, λ可根据题目确定) 5.变系数一阶递推数列 四、不等式 1.权方和不等式 Am+1xm+Bm+1ym+∧≥A+B+∧m+1x+y+∧m 当且仅当Ax=By=∧时,等号成立 2.黎曼和-定积分不等式 级数与定积分之间的关系 设可积函数f(x) 当f(x)为减时,1n+1f(x)dx≤1nf(x) 当f(x)为增时,1n+1f(x)dx≥1nf(x) 3.琴生不等式 函数的平均数与平均数的函数之间的关系 当f(x)为凹函数,即f’’(x)>0时 fx1+fx2+∧+f(xn)n≥f(x1+x2+∧+xnn) 当f(x)为凸函数,即f’’(x)<0时 fx1+fx2+∧+f(xn)n≤f(x1+x2+∧+xnn) 当且仅当x1=x2=∧=xn时,等号成立 4.卡尔松不等式 x11⋯x1m⋮⋱⋮xn1⋯xnm mj=1mi=1nxij≥i=1nmj=1mxij 5.排序不等式 当且时, 其中xσ表示x的任意一项 以上可概括为 顺序和≥乱序和≥倒序和 5.切比雪夫总和不等式(排序不等式推出) 当an与bn逆序时 当an与bn顺序时 不等式反向 6.舒尔不等式(Schur不等式) xt(x-y)(x-z)+yt(y-x)(y-z)+zt(z-x)(z-y)≥0 当x=y=z时,等号成立 配Schur法(Schur分拆法) 三元齐三次对称轮换式f(x,y,z)≥0的充要条件是 a=f(0,0,1)≥0b=f(0,1,1)≥0c=f(1,1,1)≥0 因为 f(x,y,z)=ax(x-y)(x-z)+b(y+z)(x-y)(x-z)+cxyz 三元齐四次对称轮换式f(x,y,z)≥0的充要条件是 a=f(0,0,1)≥0b=f(0,1,1)≥0c=f1,1,13≥0d=a+c-f(1,0,1)4≥0 因为 f(x,y,z)=ax2x-yx-z+bxy+zx-yx-z+cyzx-yx-z+dxyz(x+y+z) 三元齐五次对称轮换式f(x,y,z)≥0的充要条件是 a=f(0,0,1)≥0b=f(1,i,0)2(1+i)≥0c=f1,1,02≥0d=f-1,i,1i+8b+e-2a2≥0e=f(1,1,1)3≥0 因为 f(x,y,z)=ax3x-yx-z+bx2(y+z)x-yx-z+cyzy+zx-yx-z+dxyzx-yx-z+exyz(xy+yz+zx) 7.常用对数不等式 当x〉-1时, x1+x≤ln⁡(x+1)≤x ex1+x≤x+1≤ex 当且仅当x=0时等号成立 8.伯努利不等式 当x≥-1,n≥0时或n为正偶数,x∈R时 (1+x)n≥1+nx 当n=0或1,或x=0时等号成立 9.uvw法和pqr法(解决三元对称轮换式) uvw法:令a+b+c=3u,ab+bc+ca=3v2,abc=w3,得到新不等式 pqr法:令a+b+c=p ,ab+bc+ca=q ,abc=r,得到新不等式 当a.b.c为非负实数时,用uvw法; 当a,b,c∈R时,用pqr法 10.SOS法(配方法) 不解释 11.拉格朗日乘数法(解决条件极值问题) 已知f(x,y,z)=0,求F(x,y,z)的极值 构造拉格朗日函数L=F(x,y,z)+λf(x,y,z) 对F(x,y,z)分别关于x,y,z,λ求偏导,得到四元方程组,其中对F(x,y,z)关于λ求偏导所得方程即f(x,y,z)=0 解四元方程组所得解,即F(x,y,z)的极值点,从而算出极值。 由拉格朗日乘数法可知,所有对称轮换式的极值在x=y=z时取到 12.拉格朗日乘数法推论(拉格朗日乘数法得到) 已知x,y,z∈[a,b],对称轮换式F(x,y,z)的极值在x=ay=bz=z0(z0为当x=a,y=b时z的值)和x=y=z时取到 13.已知a.b.c为正实数,且a+b+c=k,求证αab+βbc≤x 证明: k=a+b+c=a+(αk2x)2b+(βk2x)2b+c≥kxαab+kxβbc 整理即得所求不等式 14.幂平均不等式 a12+Λ+an2≥(a1+Λ+an)2n 当且仅当a1=Λ=an时等号成立 15.当n>0时,n+1-n<12n<n-n-1 16.当n>1时,1n-1n+1<1n2<1n-1-1n 17.双绝对值函数图像 18.a.b为正数 当mn>0时,am+n+bm+n≥ambn+anbm 当mn<0时,am+n+bm+n≤ambn+anbm 五、排列组合 1.隔板法I 把n个相同元素放到m个集合中,所得集合均非空,则有Cn-1m-1种 x1+x2+∧+xm=n的正整数解个数为Cn-1m-1 2.隔板法II 把n个相同元素放到m个集合中,所得集合可为空,则有Cm+n-1m-1种 x1+x2+∧+xm=n的非负整数解个数为Cm+n-1m-1 (a1x1+a2x2+∧+amxm)n展开式的项数为Cm+n-1m-1 3.圆排列 从n个不同元素中抽取m个元素,按照一定的顺序排列成一圈,叫做一个圆排列,圆排列的个数Rnm=Cnmm-1! 4.重复组合 从n个不同元素中抽取m个元素,元素可以重复选取,不管顺序,组成一组,叫重复组合,重复组合个数Hnm=Cm+n-1m 5.组合恒等式(只例举了最简洁的四个) kCnk=nCn-1k-1 mnCnm=Cn-1m-1 组合数的聚合性:Cn+1m+1=Cnm+Cnm+1 CknCkm=CnmCn-mk-m 6.从互不相同的n个非零数字中任取m个,所得m位数之和为S,S=19aAnm(10m-1),其中a为n个非零数字的算术平均数 7.(ax+by)n或(a+bx)n展开式中, k=ba+bn+1+1 其中[ ]表示高斯函数,即取整函数,则 1) 当(a+b)∤n+1时,第k项系数绝对值最大 2) 当(a+b)|n+1时,第k项系数=第k-1项系数的绝对值最大 六、解析几何 1.圆锥曲线统一极坐标方程ρ=ep1-ecosθ 2.圆锥曲线统一焦点弦长公式L=2ep1-e2cos2θ 3.A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),S∆ABC=12x1y11x2y21x3y31 当且仅当S∆ABC=0时,三点共线 4. A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4)四点共圆的充要条件 5.A1x+B1y+C1z=0 A2x+B2y+C2z=0 A3x+B3y+C3z=0三线共点的充要条件A1B1C1A2B2C2A3B3C3=0 6.过(x0,y0)引圆锥曲线F(x,y)的弦,弦中点的轨迹方程为y-y0=F’(x,y)(x-x0), 当(x0,y0)为弦中点时,弦中点轨迹方程为y-y0=F’(x0,y0)(x-x0) 7.定比分点公式: A(xA,yA),B(xB,yB),AB的λ+1等分点坐标为(xA+λxB1+λ,yA+λyB1+λ) 8.若抛物线y2=2px,AB是抛物线上的动弦,kOAkOB=λ,则AB恒过定点(-2pλ,0) 9.抛物线焦点弦性质: 抛物线焦点弦两端点A(x1,y1)、B(x2,y2),焦点弦斜率为k,焦点弦长度为L (1)y1y2=-p2 x1x2=p24 x1+x2=p+2pk2=p(1+2k2) y1+y2=2pk (2)L=x1+x2+p=2psin2θ=2p(1+1k2)=(y1-y2)22p (3)k=2py1+y2 (4)1x1+p2+1x2+p2=2p (5)SΔOAB=p4y1-y2 10.圆锥曲线焦点弦性质(通性): 焦点弦长为L, (1)已知x1+x2时, 椭圆:L=2a-e(x1+x2) 双曲线:L=ex1+x2-2a 抛物线:L=x1+x2+p (2)已知焦点弦倾斜角θ时, L=2ep1-e2cos2θ (3)椭圆、抛物线、双曲线(焦点弦端点在同支)焦点弦的两个焦半径倒数之和为常数 1AF1+1BF1=2ep 双曲线(焦点弦端点在异支)焦点弦的两个焦半径倒数之差为常数 1AF1-1BF1=2ep (4)圆锥曲线正交焦点弦倒数之和为常数 1AB+1CD=2-e22ep (5)圆锥曲线焦点弦AB的中垂线于对称轴(标准方程中为x轴)于D,DF与AB之比为e2 DFAB=e2 (6)圆锥曲线内,最长的焦点弦为通径 有心圆锥曲线:通径长=2b2a 无心圆锥曲线:通径长=2p 11.圆锥曲线的焦半径(通性) (1)极点为焦点,极轴为x轴的圆锥曲线极坐标方程 式中的ρ为极径,即焦半径,θ为极角 ρ=ep1-e∙cosθ (2)已知焦半径端点的横坐标x时 椭圆:ρ=a-ex 双曲线:ρ=ex-a 抛物线:ρ=x+p2 12.双焦点三角形面积: F1.F2为有心圆锥曲线两焦点 P为椭圆上一个点,SΔPF1F2=b2tanθ2 P为双曲线上一个点,SΔPF1F2=b2cotθ2 13.圆锥曲线幂定理: 圆锥曲线F(x,y)≡Ax2+By2+Dx+Ey+F=0与一条过M(x0,y0),且倾斜角为θ的直线L交于P1.P2两点,则 MP1·MP2=F(x0,y0)Acos2θ+Bsin2θ=Ax02+Bx02+Dx0+Ey0+FAcos2θ+Bsin2θ 14.点P(x0,y0)对圆锥曲线C引两条切线,连结切点所得线为切点弦(极线),或点P(x0,y0)为切点,则极线方程或切线方程为 (1)若C为椭圆,x0xa2+y0yb2=1 (2)若C为双曲线,x0xa2-y0yb2=1 (3)若C为抛物线,y0y=p(x+x0) 15.已知有心圆锥曲线F(x,y),直线l:f(x,y),p是l上一点,射线OP交圆锥曲线于点R,又点Q在OP上,且满足OQOP=OR2,当P在l上移动时,Q的轨迹方程即为F(x,y)=f(x,y) 16.曲线族F(x,y,t)的包络为 F(x,y,t)=Ft'(x,y,t)=0 17. A(x1,y1),B(x2,y2),以AB为直径的圆的方程为(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0 18.关于双曲线渐近线: (1)共轭双曲线:实轴与虚轴对换, 有相同渐近线, 四焦点共圆, 离心率的倒数平方和为1:1e12+1e22=1 (2)焦点到渐近线距离为虚半轴长b (3)若两渐近线夹角为α,则双曲线离心率e=1cosα2=secα2 (4)双曲线上任意一点到两渐近线距离之积为常数a2b2a2+b2 (5)过双曲线上任意一点M作平行于实轴的直线交两渐近线于P.Q,则MPMQ=a2 19.过有心圆锥曲线上一定点P(x0,y0)作倾斜角互补的两直线与有心圆锥曲线的另两交点A.B的连线的斜率为定值 k=x0b2y0a2 过无心圆锥曲线上上一定点P(x0,y0)作倾斜角互补的两直线与无心圆锥曲线的另两交点A.B的连线的斜率为定值 k=-py0 以上情况中,∠APB的角平分线x=x0平行于y轴,ΔAPB的内切圆圆心恒过直线x=x0. 20.圆锥曲线光学性质: 椭圆:由一焦点出发的光线经椭圆反射后必过另一焦点 双曲线:由一焦点出发的光线经双曲线反射后的反向延长线必过另一焦点 抛物线:平行于对称轴的光线经抛物线反射后必过焦点;过焦点的光线经抛物线反射后必平行于对称轴 21.有心圆锥曲线的两焦点到任一切线的距离积为定值,且定值为b2 22.椭圆上动点对直径端点连线的斜率积=椭圆切线的斜率×切点与中心连线的斜率=椭圆弦斜率×弦中点与中心连线的斜率=-b2a2 双曲线上动点对直径端点连线的斜率积=双曲线切线的斜率×切点与中心连线的斜率=双曲线弦斜率×弦中点与中心连线的斜率=b2a2 23.抛物线y2=2px内接Rt△OAB(以O为直角顶点),A(x1,y1)B(x2,y2) (1)x1x2=4p2,y1y2=-4p2 (2)AB恒过定点(2p,0) (3)AB中点轨迹方程y2=p(x-2p) (4)AB边上高的垂足轨迹方程(x-p)2+y2=p2 (5)(S△OAB)min=(12OAOB)min=4p2 24.对于极坐标方程ρ=fθ,从θ1到θ2,曲线所围成的面积S=12θ1θ2f2(θ)dθ 对于极坐标方程ρ=fθ,从θ1到θ2,曲线所积出的长度L=θ1θ2f(θ)dθ 25.圆锥曲线上一弦AB,其中点M(x0,y0),AB的斜率为 (1)对于椭圆,kAB=-b2x0a2y0 (2)对于双曲线,kAB=b2x0a2y0 (3)对于抛物线,kAB=py0 26.圆锥曲线上定点:圆锥曲线上有一定点P(x0,y0),另有一直线L于圆锥曲线交于与P相异两点A.B. 第一组:当kPAkPB=λ(λ≠b2a2)时 1) 对于椭圆,L恒过定点(λa2+b2λa2-b2x0,-λa2+b2λa2-b2y0) 2) 对于双曲线,L恒过定点(λa2-b2λa2+b2x0,-λa2-b2λa2+b2y0) 3) 对于抛物线,L恒过定点(x0-2pλ,-y0) 第二组:当kPA+kPB=λ(λ≠0)时 1) 对于椭圆,L恒过定点(x0-2y0λ,-2b2x0a2λ-y0) 2) 对于双曲线,L恒过定点x0-2y0λ,2b2x0a2λ-y0 3) 对于抛物线,L恒过定点(x0-2y0λ,2pλ-y0) 七、立体几何 1.万能求积公式: V=16h(S上+4S中+S底) 2.设平面内三点A.B.C,AB(x1,y1,z1),AC(x2,y2,z2),则该平面的法向量为AB×AC=ijkx1y1z1x2y2z2=(y1z2-z1y2,z1x2-x1z2,x1y2-y1x2) 3.空间余弦定理: 相交平面内分别有两条垂直于相交棱的线段,长度分别为m.n,垂足距离为d,另一端点之间距离为L,则平面所成二面角θ,满足 cosθ=±L2-(d2+m2+n2)2mn 4.二面角射影定理: 如果平面α内的一个多边形面积为S,它在平面β内的射影面积为S射,α与β所成二面角为θ,则 cosθ=S射S 5.三射线定理: 从O点引出三条不共面射线OA.OB.OC,∠AOC=θ1,∠BOC=θ2,∠AOB=θ,二面角A—OC—B=α,则 cosα=cosθ-cosθ1cosθ2sinθ1sinθ2 6.四面体ABCD相对棱AC与BD(异面线段)所成角为α,则 cosα=AB2+CD2-(AD2+BC2)2ACBD 7.四面体体积公式, 若四面体两条相对棱长为a.b,它们的距离为d,所成角为θ,则四面体体积为 V=a∙b∙d∙sinθ6 8.台体两底面面积为S.S’,则中截面S0满足 2S0=S+S' 9.内切球半径公式: V为n面体体积,S为n面体表面积,则 r=3VS 10.旋转体体积公式: S为凸多边形面积,d为凸多边形重心到轴的距离,凸多边形绕轴一周所形成的几何体体积为V,则 V=2πdS 11.四面体体积公式之行列式形式: AB.AC.AD为四面体ABCD的三条共点棱,AB=x1,y1,z1 AC=x2,y2,z2 AD=x3,y3,z3, V四面体ABCD=16x1y1z1x2y2z2x3y3z3 未完待续 26
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