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高中数学知识点汇总(高一)
高中数学知识点汇总(高一) 1
一、集合和命题 2
二、不等式 4
三、函数的基本性质 6
四、幂函数、指数函数和对数函数 12
(一)幂函数 12
(二)指数&指数函数 13
(三)反函数的概念及其性质 14
(四)对数&对数函数 15
五、三角比 17
六、三角函数 24
一、集合和命题
一、集合:
(1)集合的元素的性质:
确定性、互异性和无序性;
(2)元素与集合的关系:
①属于集合;
②不属于集合.
(3)常用的数集:
自然数集;正整数集;整数集;
有理数集;实数集;空集;复数集;
;;.
(4)集合的表示方法:
集合;
例如:①列举法:;②描述法:.
(5)集合之间的关系:
①集合是集合的子集;特别地,;.
②或集合与集合相等;
③集合是集合的真子集.
例:;.
④空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.
(6)集合的运算:
①交集:集合与集合的交集;
②并集:集合与集合的并集;
③补集:设为全集,集合是的子集,则由中所有不属于的元素组成的集合,叫做集合在全集中的补集,记作.
④得摩根定律:;
(7)集合的子集个数:
若集合有个元素,那么该集合有个子集;个真子集;个非空子集;个非空真子集.
二、四种命题的形式:
(1)命题:能判断真假的语句.
(2)四种命题:如果用和分别表示原命题的条件和结论,用和分别表示和的否定,那么四种命题形式就是:
命题
原命题
逆命题
否命题
逆否命题
表示形式
若,则
若,则;
若,则;
若,则.
逆命题关系
原命题逆命题
逆否命题否命题
否命题关系
原命题否命题
逆否命题逆命题
逆否命题关系
原命题逆否命题
逆命题否命题
同真同假关系
(3)充分条件,必要条件,充要条件:
①若,那么叫做的充分条件,叫做的必要条件;
②若且,即,那么既是的充分条件,又是的必要条件,也就是说,是的充分必要条件,简称充要条件.
③欲证明条件是结论的充分必要条件,可分两步来证:
第一步:证明充分性:条件结论;
第二步:证明必要性:结论条件.
(4)子集与推出关系:
设、是非空集合,,,
则与等价.
结论:小范围大范围;例如:小明是上海人小明是中国人.
小范围是大范围的充分非必要条件;
大范围是小范围的必要非充分条件.
二、不等式
一、不等式的性质:
不等式的性质
1、; 2、;
3、; 4、;
5、; 6、;
7、; 8、.
二、一元一次不等式:
一元一次不等式
解集
三、一元二次不等式:
的根的判别式
,
四、含有绝对值不等式的性质:
(1); (2).
五、分式不等式:
(1); (2).
六、含绝对值的不等式:
七、指数不等式:
(1); (2).
八、对数不等式:
(1);
(2).
九、不等式的证明:
(1)常用的基本不等式:
①,当且仅当时取“”号;
②,当且仅当时取“”号;
补充公式:.
③,当且仅当时取“”号;
④,当且仅当时取“”号;
⑤为大于1的自然数,,当且仅当
时取“”号;
(2)证明不等式的常用方法:
①比较法; ②分析法; ③综合法.
三、函数的基本性质
一、函数的概念:
(1)若自变量因变量,则就是的函数,记作;
的取值范围函数的定义域;的取值范围函数的值域.
求定义域一般需要注意:
①,; ②,;
③,; ④,;
⑤,且.
(2)判断是否函数图像的方法:任取平行于轴的直线,与图像最多只有一个公共点;
(3)判断两个函数是否同一个函数的方法:①定义域是否相同;②对应法则是否相同.
二、函数的基本性质:
(1)奇偶性:
函数
前提条件
“定义域关于0对称”成立
①“定义域关于0对称”;
②“”;③ “”
①不成立或者
成立
成立
奇偶性
偶函数
奇函数
非奇非偶函数
奇偶函数
图像性质
关于轴对称
关于对称
注意:定义域包括0的奇函数必过原点.
(2)单调性和最值:
前提条件
,,任取
单调增函数
或
单调减函数
或
最小值
任取
最大值
注意:
①复合函数的单调性:
函数
单调性
外函数
内函数
复合函数
②如果函数在某个区间上是增(减)函数,那么函数在区间上是单调函数,区间叫做函数的单调区间.
(3)零点:若,且,则叫做函数的零点.
零点定理:;特别地,当是单调函数,
且,则该函数在区间上有且仅有一个零点,即存在唯一,使得.
(4)平移的规律:“左加右减,下加上减”.
函数
向左平移
向右平移
向上平移
向下平移
备注
(5)对称性:
①轴对称的两个函数:
函数
对称轴
轴
轴
函数
②中心对称的两个函数:
函数
对称中心
函数
③轴对称的函数:
函数
对称轴
轴
条件
注意:关于对称;
关于对称;
关于对称,即是偶函数.
④中心对称的函数:
函数
对称中心
条件
注意:关于点对称;
关于点对称;
关于点对称;
关于点对称,即是奇函数.
(6)凹凸性:
设函数,如果对任意,且,都有,则称函数在上是凹函数;例如:.
进一步,如果对任意,都有,则称函数在上是凹函数;该不等式也称琴生不等式或詹森不等式;
设函数,如果对任意,且,都有,则称函数在上是凸函数.例如:.
进一步,如果对任意,都有,则称函数在上是凸函数;该不等式也称琴生不等式或詹森不等式.
(7)翻折:
函数
翻折后
翻折过程
将在轴右边的图像不变,并将其翻折到轴左边,并覆盖.
将在轴上边的图像不变,并将其翻折到轴下边,并覆盖.
第一步:将在轴右边的图像不变,并将其翻折到左边,并覆盖;
第二步:将轴上边的图像不变,并将其翻折到轴下边,并覆盖.
将在轴上边的图像保持不变,并将轴下边的图像翻折到轴上边,不覆盖.
(8)周期性:
若,,,恒有,则称为这个函数的周期.
注意:若是的周期,那么也是这个函数的周期;
周期函数的周期有无穷多个,但不一定有最小正周期.
①,是周期函数,且其中一个周期;
(阴影部分下略)
②,;
③,;
④或,;
⑤或,;
⑥或,;
⑦关于直线,,都对称;
⑧关于两点,,都成中心对称;
⑨关于点,成中心对称,且关于直线,对称;
⑩若(为常数,),则是以为周期的周期函数;
若(为常数,为正偶数),则是以为周期的周期函数.
三、V函数:
定义
形如的函数,称作V函数.
分类
图像
定义域
值域
对称轴
开口
向上
向下
顶点
单调性
在上单调递减;
在上单调递增.
在上单调递增;
在上单调递减.
注意
当时,该函数为偶函数
四、分式函数:
定义
形如的函数,称作分式函数.
分类
(耐克函数)
图像
定义域
值域
渐近线
,
单调性
在,上单调递增;
在,上单调递减.
在,上单调递增;
五、曼哈顿距离:
在平面上,,,则称为的曼哈顿距离.
六、某类带有绝对值的函数:
1、对于函数,在时取最小值;
2、对于函数,,在时取最小值;
3、对于函数,,在时取最小值;
4、对于函数,,在时取最小值;
5、推广到,,在时取最小值;
,,在时取最小值.
思考:对于函数,在_________时取最小值.
四、幂函数、指数函数和对数函数
(一)幂函数
(1)幂函数的定义:
形如的函数称作幂函数,定义域因而异.
(2)当时,幂函数在区间上的图像分三类,如图所示.
(3)作幂函数的草图,可分两步:
①根据的大小,作出该函数在区间上的图像;
②根据该函数的定义域及其奇偶性,补全该函数在上的图像.
(4)判断幂函数的的大小比较:
方法一:与直线的交点越靠上,越大;
方法二:与直线的交点越靠下,越大
(5)关于形如的变形幂函数的作图:
①作渐近线(用虚线):、;
②选取特殊点:任取该函数图像上一点,建议取;
③画出大致图像:结合渐近线和特殊点,判断图像的方位(右上左下、左上右下).
(二)指数&指数函数
1、指数运算法则:
①;②;③;④,其中.
2、指数函数图像及其性质:
/
图像
定义域
值域
奇偶性
非奇非偶函数
渐近线
轴
单调性
在上单调递增;
在上单调递减;
性质
①指数函数的函数值恒大于零;
②指数函数的图像经过点;
③当时,;
当时,.
③当时,;
当时,.
3、判断指数函数中参数的大小:
方法一:与直线的交点越靠上,越大;
方法二:与直线的交点越靠下,越大.
(三)反函数的概念及其性质
1、反函数的概念:
对于函数,设它的定义域为,值域为,如果对于中任意一个值,在中总有唯一确定的值与它对应,且满足,这样得到的关于的函数叫做的反函数,记作.在习惯上,自变量常用表示,而函数用表示,所以把它改写为.
2、求反函数的步骤:(“解”“换”“求”)
①将看作方程,解出;
②将、互换,得到;
③标出反函数的定义域(原函数的值域).
3、反函数的条件:
定义域与值域中的元素一一对应.
4、反函数的性质:
①原函数过点,则反函数过点;
②原函数与反函数关于对称,且单调性相同;
③奇函数的反函数必为奇函数.
5、原函数与反函数的关系:
/
函数
定义域
值域
(四)对数&对数函数
1、指数与对数的关系:
底数
指数
幂
对数
真数
2、对数的运算法则:
①,,;②常用对数,自然对数;
③,,;
④,,,,.
3、对数函数图像及其性质:
/
图像
定义域
值域
奇偶性
非奇非偶函数
渐近线
轴
单调性
在上单调递增;
在上单调递减;
性质
①对数函数的图像在轴的右方;
②对数函数的图像经过点;
③当时,;
当时,.
③当时,;
当时,.
4、判断对数函数中参数的大小:
方法一:与直线的交点越靠右,越大;
方法二:与直线的交点越靠左,越大.
五、三角比
1、角的定义:
(1)终边相同的角:
①与表示终边相同的角度;
②终边相同的角不一定相等,但相等的角终边一定相同;
③与表示终边共线的角(同向或反向).
(2)特殊位置的角的集合的表示:
位置
角的集合
在轴正半轴上
在轴负半轴上
在轴上
在轴正半轴上
在轴负半轴上
在轴上
在坐标轴上
在第一象限内
在第二象限内
在第三象限内
在第四象限内
(3)弧度制与角度制互化:
①; ②; ③.
(4)扇形有关公式:
①;
②弧长公式:;
③扇形面积公式:(想象三角形面积公式).
(5)集合中常见角的合并:
(6)三角比公式及其在各象限的正负情况:
以角的顶点为坐标原点,始边为轴的正半轴建立直角坐标系,在的终边上任取一个异
于原点的点,点到原点的距离记为,则
(7)特殊角的三角比:
角度制
弧度制
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
无
0
无
0
(8)一些重要的结论:(注意,如果没有特别指明,的取值范围是)
①角和角的终边:
角和角的终边
关于轴对称
关于轴对称
关于原点对称
②的终边与的终边的关系.
的终边在第一象限;
的终边在第二象限;
的终边在第三象限;
的终边在第四象限.
③与的大小关系:
的终边在直线右边();
的终边在直线左边();
的终边在直线上().
④与的大小关系:
的终边在或;
的终边在或;
,的终边在.
2、三角比公式:
(1)诱导公式:(诱导公式口诀:奇变偶不变,符号看象限)
第一组诱导公式: 第二组诱导公式: 第三组诱导公式:
(周期性) (奇偶性) (中心对称性)
第四组诱导公式: 第五组诱导公式: 第六组诱导公式:
(轴对称) (互余性)
(2)同角三角比的关系:
倒数关系: 商数关系: 平方关系:
(3)两角和差的正弦公式:;
两角和差的余弦公式:;
两角和差的正切公式:.
(4)二倍角的正弦公式:;
二倍角的余弦公式:;
二倍角的正切公式:;
降次公式: 万能置换公式:
;
半角公式:;
(5)辅助角公式:
①版本一:
,其中.
②版本二:
,其中.
3、正余弦函数的五点法作图:
以为例,令依次为,求出对应的与值,描点作图.
4、正弦定理和余弦定理:
(1)正弦定理:为外接圆半径;
其中常见的结论有:
①,,;
②,,;
③;
④;;.
(2)余弦定理:版本一:;版本二:;
(3)任意三角形射影定理(第一余弦定理):.
5、与三角形有关的三角比:
(1)三角形的面积:
①;
②;
③,为的周长.
(2)在中,
①;
②若是锐角三角形,则;
③;;;
④;;
⑤;;;
;
⑥;
;
⑦;.
其中,第一组可以利用琴生不等式来证明;第二组可以结合第一组及基本不等式证明.
(3)在中,角、、成等差数列.
(4)的内切圆半径为.
6、仰角、俯角、方位角:
略
7、和差化积与积化和差公式(理科):
(1)积化和差公式: ;
(2)和差化积公式:.
六、三角函数
1、正弦函数、余弦函数和正切函数的性质、图像:
定义域
值域
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
周期性
最小正周期
最小正周期
最小正周期
单调性
;
.
()
;
.
()
()
最值
当时,;
当时,;
当时,;
当时,;
无
图像
例1:求函数的周期、单调区间和最值.(当的系数为负数时,单调性相反)
解析:周期,由函数的递增区间,可得
,即,
于是,函数的递增区间为.
同理可得函数递减区间为.
当,即时,函数取最大值5;
当,即时,函数取最大值.
例2:求函数的单调区间和最值.
解析:由,可得.
然后画出的终边图,然后就可以得出
当,即时,函数单调递增;
当,即时,函数单调递减.
同时,当,即时,函数取最大值12;
当,即时,函数取最小值;
注意:当的系数为负数时,单调性的分析正好相反.
2、函数&&,其中:
(1)复合三角函数的基本性质:
三角函数
其中
其中
其中
振幅
无
基准线
定义域
值域
最小正周期
频率
相位
初相
(2)函数与函数的图像的关系如下:
①相位变换:
当时,;
当时,;
②周期变换:
当时,;
当时,;
③振幅变换:
当时,;
当时,;
④最值变换:
当时,;
当时,;
注意:函数和函数的变换情况同上.
3、三角函数的值域:
(1)型:
设,化为一次函数在闭区间上求最值.
(2),型:
引入辅助角,化为.
(3)型:
设,化为二次函数求解.
(4)型:
设,则,化为二次函数在闭
区间上求最值.
(5)型:
设,化为,用“Nike函数”或“差函数”求解.
(6)型:
方法一:常数分离、分层求解;方法二:利用有界性,化为求解.
(7)型:
化为,合并,利用有界性,
求解.
(8),(不全为0)型:
利用降次公式,可得,然后利用辅
助角公式即可.
4、三角函数的对称性:
对称中心
对称轴方程
,
,
,
,
/
/
备注:①和的对称中心在其函数图像上;
②和的对称中心不一定在其函数图像上.(有可能在渐近线上)
例3:求函数的对称轴方程和对称中心.
解析:由函数的对称轴方程,,可得,
解得,.
所以,函数的对称轴方程为,.
由函数的中心对称点,,可得,
解得,.
所以,函数的对称中心为,.
5、反正弦、反余弦、反正切函数的性质和图像:
定义域
值域
奇偶性
奇函数
非奇非偶函数
奇函数
单调性
在上是增函数
在上是减函数
在上是增函数
对称中心
点
点
点
图像
重要结论:
(1)先反三角函数后三角函数:
①;
②.
(2)先三角函数后反三角函数:
①;
②;
③.
(3)反三角函数对称中心特征方程式:
①;
②;
③.
6、解三角方程公式:
.
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