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第一章 集合与函数概念
(1)集合的概念
集合中的元素具有确定性、互异性和无序性.
(2)常用数集及其记法
表示自然数集,或表示正整数集,表示整数集,表示有理数集,表示实数集.
(3)集合与元素间的关系
对象与集合的关系是,或者,两者必居其一.
(4)集合的表示法
①自然语言法:用文字叙述的形式来描述集合.
②列举法:把集合中的元素一一列举出来,写在大括号内表示集合.
③描述法:{|具有的性质},其中为集合的代表元素.
④图示法:用数轴或韦恩图来表示集合.
(5)集合的分类
①含有有限个元素的集合叫做有限集.②含有无限个元素的集合叫做无限集.③不含有任何元素的集合叫做空集().
(6)子集、真子集、集合相等
名称
记号
意义
性质
示意图
子集
(或
A中的任一元素都属于B
(1)AA
(2)
(3)若且,则
(4)若且,则
或
真子集
AB
(或BA)
,且B中至少有一元素不属于A
(1)(A为非空子集)
(2)若且,则
集合
相等
A中的任一元素都属于B,B中的任一元素都属于A
(1)AB
(2)BA
(7) 已知集合有个元素,则它有个子集,它有个真子集,它有个非空子集
(8) 它有非空真子集.
名称
记号
意义
性质
示意图
交集
且
(1)(2)
(3)
并集
或
(1)(2)
(3)
补集
1 2
第二章 不等式
(1)含绝对值的不等式的解法
不等式
解集
或
把看成一个整体,化成,型不等式来求解
(2)一元二次不等式的解法
判别式
二次函数的图象
一元二次方程的根
(其中
无实根
的解集
或
的解集
3.常用的基本不等式
第三章 函数
(1)函数的单调性
①定义及判定方法
函数的
性 质
定义
图象
判定方法
函数的
单调性
如果对于属于定义域I内某个区间上的任意两个自变量的值x1、x2,当x1< x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说f(x)在这个区间上是增函数.
(1)利用定义
(2)利用已知函数的单调性
(3)利用函数图象(在某个区间图
象上升为增)
(4)利用复合函数
如果对于属于定义域I内某个区间上的任意两个自变量的值x1、x2,当x1< x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说f(x)在这个区间上是减函数.
(1)利用定义
(2)利用已知函数的单调性
(3)利用函数图象(在某个区间图
象下降为减)
(4)利用复合函数
②在公共定义域内,两个增函数的和是增函数,两个减函数的和是减函数,增函数减去一个减函数为增函数,减函数减去一个增函数为减函数.
(2)函数的奇偶性
①定义及判定方法
函数的
性 质
定义
图象
判定方法
函数的
奇偶性
如果对于函数f(x)定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)叫做奇函数.
(1)利用定义(要先判断定义域是否关于原点对称)
(2)利用图象(图象关于原点对称)
如果对于函数f(x)定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)叫做偶函数.
(1)利用定义(要先判断定义域是否关于原点对称)
(2)利用图象(图象关于y轴对称)
指数与对数运算
一.分数指数幂与根式:
如果,则称是的次方根,的次方根为0,若,则当为奇数时,的次方根有1个,记做;当为偶数时,负数没有次方根,正数的次方根有2个,其中正的次方根记做.负的次方根记做.
1.负数没有偶次方根;
2.两个关系式:;
3、正数的正分数指数幂的意义:;
正数的负分数指数幂的意义:.
4、分数指数幂的运算性质:
⑴ ; ⑵ ;
⑶ ; ⑷ ;
⑸ ,其中、均为有理数,,均为正整数
二.对数及其运算
1.定义:若,且,,则.
2.两个对数:
⑴ 常用对数:,;
⑵ 自然对数:,.
3.三条性质:
⑴ 1的对数是0,即;
⑵ 底数的对数是1,即;
⑶ 负数和零没有对数.
4.四条运算法则:
⑴ ; ⑵ ;
⑶ ; ⑷ .
5.其他运算性质:
⑴ 对数恒等式:;
⑵ 换底公式:;
⑶ ;;
⑷ .
函数
名称
对数函数
定义
函数且叫做对数函数
图象
0
1
0
1
定义域
值域
过定点
图象过定点,即当时,.
奇偶性
非奇非偶
单调性
在上是增函数
在上是减函数
函数值的
变化情况
变化对 图象的影响
在第一象限内,越大图象越靠低;在第四象限内,越大图象越靠高.
函数名称
指数函数
定义
函数且叫做指数函数
图象
0
1
0
1
定义域
值域
过定点
图象过定点,即当时,.
奇偶性
非奇非偶
单调性
在上是增函数
在上是减函数
函数值的
变化情况
变化对 图象的影响
在第一象限内,越大图象越高;在第二象限内,越大图象越低.
(3)二次函数解析式的三种形式
①一般式:②顶点式:③两根式:(2)求二次函数解析式的方法
①已知三个点坐标时,宜用一般式.
②已知抛物线的顶点坐标或与对称轴有关或与最大(小)值有关时,常使用顶点式.
③若已知抛物线与轴有两个交点,且横线坐标已知时,选用两根式求更方便.
(4)二次函数图象的性质
①二次函数的图象是一条抛物线,对称轴方程为顶点坐标是.
②当时,抛物线开口向上,函数在上递减,在上递增,当时,;当时,抛物线开口向下,函数在上递增,在上递减,当时,.
③二次函数当时,图象与轴有两个交点.
第四章 平面向量
1.向量:既有大小,又有方向的量. 数量:只有大小,没有方向的量.
有向线段的三要素:起点、方向、长度. 零向量:长度为的向量.
单位向量:长度等于个单位的向量.
平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量.零向量与任一向量平行.
相等向量:长度相等且方向相同的向量.
2.向量加法运算:
⑴三角形法则的特点:首尾相连.
⑵平行四边形法则的特点:共起点.
⑶三角形不等式:.
⑷运算性质:①交换律:;
②结合律:;③.
⑸坐标运算:设,,则.
18、向量减法运算:
⑴三角形法则的特点:共起点,连终点,方向指向被减向量.
⑵坐标运算:设,,则.
设、两点的坐标分别为,,则.
3.向量数乘运算:
⑴实数与向量的积是一个向量的运算叫做向量的数乘,记作.
①;
②当时,的方向与的方向相同;当时,的方向与的方向相反;当时,.
⑵运算律:①;②;③.
⑶坐标运算:设,则.
第五章 数列
一、等差数列的性质:
1.定义式:… (常数)。
2.通项公式:,推广型通项公式:, 变形:。
3.若a,A,b成等差数列,则称A为a,b的等差中项,且A=。
4.等差数列中,已知 p,q,m,n∈N *,若p+q=m+n,则 ,若2m=p+q,则 。
5.若 ,均为等差数列,且公差分别为d1,d2,则数列
也为等差数列,且公差分别为。
6. 在等差数列中,等距离取出若干项也构成一个等差数列,
即,…,为等差数列,公差为md。
7. 等差数列前n项和为,则…为等差数列,公差为n2d。
8.若等差数列的项数为2n,则有。
等差数列的项数为奇数n,则,。
9. ①为等差数列中, 。
②若 ,均为等差数列,前n项和分别为,则。
10. 等差数列通项公式是:(A≠0)是一次函数的形式;
前n项和公式 (A≠0) 是不含常数项的二次函数的形式。
(注当d=0时,)
11. 若a1>0,d<0,Sn有最大值,可由不等式组来确定n。
若a1<0,d>0,Sn有最小值,可由不等式组来确定n。
二、 等比数列的性质:
1.定义式:…,()。
2.通项公式:,推广型通项公式:。
3.若为等比数列,则称G为的等比中项,其中>0,。
4.等比数列中,已知 p,q,m,n∈N * ,若p+q=m+n,则,若2m=p+q,则。
5. 若{an},{bn}均为等比数列,且公比分别为q1,q2,则数列{pan},{},{an·bn},,{|an|}也为等比数列,且公比分别为pq1,,q1·q2,,|q1|。
6.在等比数列中,等距离取出若干项也构成一个等比数列,
即,…,为等比数列, 公比为。
7. 等比数列前n项和为,则…为等比数列,公比为。
(注意:当k(k∈N* )时,此性质不成立)
8.等比数列前n项积为,则,…为等比数列,公比为。
9.等比数列中,若>0,则q>1时,数列递增;0<q<1时,数列递减。
若<0,则q>1时,数列递减;0<q<1时,数列递增。
三、 数学方法
1.等差数列的通项推导:叠加法; 前n项和的推导:倒序相加法
2.等比数列的通项推导:叠乘法; 前n项和推导:错位相减法
3.裂项相消求和法
4.与有关的数列问题,一般要用(),二者必须同时使用。
5.递推关系求通项:①型:叠加法
②型:构造等比数列法
③型:倒数法
④型:与③同型
⑤型:③②结合
第六章 排列、组合与二项式定理
一.基本原理
1.加法原理:做一件事有n类办法,则完成这件事的方法数等于各类方法数相加。
2.乘法原理:做一件事分n步完成,则完成这件事的方法数等于各步方法数相乘。
注:做一件事时,元素或位置允许重复使用,求方法数时常用基本原理求解。
排列:从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素,按照一定的顺序排成一
二、 公式
1.
2.
(1) (2) ;
(3)
三.组合:从n个不同元素中任取m(m≤n)个元素并组成一组,叫做从n 个不同的m 元素中任取 m 个元素的组合数,记作 Cn 。
1. 公式:
①;②;③;④
若
三、 二项式定理
1. ⑴二项式定理:.
展开式具有以下特点:
① 项数:共有项;
② 系数:依次为组合数
③ 每一项的次数是一样的,即为n次,展开式依a的降幕排列,b的升幕排列展开.
⑵二项展开式的通项.
展开式中的第项为:.
⑶二项式系数的性质.
①在二项展开式中与首未两项“等距离”的两项的二项式系数相等;
②二项展开式的中间项二项式系数最大.
I. 当n是偶数时,中间项是第项,它的二项式系数最大;
II. 当n是奇数时,中间项为两项,即第项和第项,它们的二项式系数最大.
③系数和:
第七章 概率
随机实验:将一切具有下面三个特点:(1)可重复性(2)多结果性(3)不确定性的试验或观察称为随机试验,简称为试验,常用 E 表示。
随机事件:在一次试验中,可能出现也可能不出现的事情(结果)称为随机事件,简称为事件。
不可能事件:在试验中不可能出现的事情,记为Ф。
必然事件:在试验中必然出现的事情,记为Ω。
样本点:随机试验的每个基本结果称为样本点,记作ω.
样本空间:所有样本点组成的集合称为样本空间. 样本空间用Ω表示. 一个随机事件就是样本空间的一个子集。基本事件—单点集,复合事件—多点集一个随机事件发生,当且仅当该事件所包含的一个样本点出现。事件的关系与运算(就是集合的关系和运算)
第八章 三角函数
1.两角和与差的正弦、余弦和正切公式:
⑴;⑵;
⑶;⑷;
⑸ ();
⑹ ().
2.二倍角的正弦、余弦和正切公式:
⑴.
⑵
升幂公式
降幂公式,.
⑶.
3、
(后两个不用判断符号,更加好用)
4、正弦定理:在中,、、分别为角、、的对边,,则有
(为的外接圆的半径)
5、正弦定理的变形公式:①,,;
②,,;③;
6、三角形面积公式:.
7、余弦定理:在中,有,推论:
第九章 立体几何
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 平面的画法及表示
(1)平面的画法:水平放置的平面通常画成一个平行四边形,锐角画成450,且横边画成邻边的2倍长(如图)
(2)平面通常用希腊字母α、β、γ等表示,如平面α、平面β等,也可以用表示平面的平行四边形的四个顶点或者相对的两个顶点的大写字母来表示,如平面AC、平面ABCD等。
3 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
L
A
·
α
A∈L
B∈L => L α
A∈α
B∈α
公理1作用:判断直线是否在平面内
C
·
B
·
A
·
α
(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α,
使A∈α、B∈α、C∈α。
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。
P
·
α
L
β
符号表示为:P∈α∩β =>α∩β=L,且P∈L
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:
共面直线
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。
符号表示为:设a、b、c是三条直线
=>a∥c
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:
① 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,为简便,点O一般取在两直线中的一条上;
② 两条异面直线所成的角θ∈(0, );
③ 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a⊥b;
④ 两条直线互相垂直,有共面垂直与异面垂直两种情形;
⑤ 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 α来表示
a α a∩α=A a∥α
直线、平面平行的判定及其性质
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。
符号表示:
a α
b β => a∥α
a∥b
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 β
b β
a∩b = P β∥α
a∥α
b∥α
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。
直线与平面、平面与平面平行的性质
1、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∥α
a β a∥b
α∩β= b
作用:利用该定理可解决直线间的平行问题。
2、定理:如果两个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:
α∥β
α∩γ= a a∥b
β∩γ= b
作用:可以由平面与平面平行得出直线与直线平行
2.3直线、平面垂直的判定及其性质
直线与平面垂直的判定
1、定义
如果直线L与平面α内的任意一条直线都垂直,我们就说直线L与平面α互相垂直,记作L⊥α,直线L叫做平面α的垂线,平面α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。
L
p
α
2、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。
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 β
B
α
2、二面角的记法:二面角α-l-β或α-AB-β
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、定理:垂直于同一个平面的两条直线平行。
2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。
(一 )空间几何体的表面积
1棱柱、棱锥的表面积: 各个面面积之和
2 圆柱的表面积 3 圆锥的表面积
4 圆台的表面积 5 球的表面积
(二)空间几何体的体积
1柱体的体积 2锥体的体积
3台体的体积 4球体的体积
第十章 解析几何
倾斜角和斜率
1、直线的倾斜角的概念:当直线l与x轴相交时, 取x轴作为基准, x轴正向与直线l向上方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角.特别地,当直线l与x轴平行或重合时, 规定α= 0°.
2、 倾斜角α的取值范围: 0°≤α<180°. 当直线l与x轴垂直时, α= 90°.
3、直线的斜率:
一条直线的倾斜角α(α≠90°)的正切值叫做这条直线的斜率,斜率常用小写字母k表示,也就是 k = tanα
⑴当直线l与x轴平行或重合时, α=0°, k = tan0°=0;
⑵当直线l与x轴垂直时, α= 90°, k 不存在.
由此可知, 一条直线l的倾斜角α一定存在,但是斜率k不一定存在.
4、 直线的斜率公式:
给定两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),x1≠x2,用两点的坐标来表示直线P1P2的斜率:
斜率公式: k=y2-y1/x2-x1
两条直线的平行与垂直
1、两条直线都有斜率而且不重合,如果它们平行,那么它们的斜率相等;反之,如果它们的斜率相等,那么它们平行,即
注意: 上面的等价是在两条直线不重合且斜率存在的前提下才成立的,缺少这个前提,结论并不成立.即如果k1=k2, 那么一定有L1∥L2
2、两条直线都有斜率,如果它们互相垂直,那么它们的斜率互为负倒数;反之,如果它们的斜率互为负倒数,那么它们互相垂直,即
直线的点斜式方程
1、 直线的点斜式方程:直线经过点,且斜率为
2、、直线的斜截式方程:已知直线的斜率为,且与轴的交点为
直线的两点式方程
1、直线的两点式方程:已知两点其中 y-y1/y-y2=x-x1/x-x2
2、直线的截距式方程:已知直线与轴的交点为A,与轴的交点为B,其中
直线的一般式方程
1、直线的一般式方程:关于的二元一次方程(A,B不同时为0)
2、各种直线方程之间的互化。
直线的交点坐标与距离公式
两直线的交点坐标
1、给出例题:两直线交点坐标
L1 :3x+4y-2=0 L1:2x+y +2=0
解:解方程组 得 x=-2,y=2
所以L1与L2的交点坐标为M(-2,2)
两点间距离
两点间的距离公式
点到直线的距离公式
1.点到直线距离公式:
点到直线的距离为:
2、两平行线间的距离公式:
已知两条平行线直线和的一般式方程为:,
:,则与的距离为
圆
1、平面内与两个定点,的距离之和等于常数(大于)的点的轨迹称为椭圆.
即:。
这两个定点称为椭圆的焦点,两焦点的距离称为椭圆的焦距.
2、 椭圆的几何性质:
焦点的位置
焦点在轴上
焦点在轴上
图形
标准方程
范围
且
且
顶点
、
、
、
、
轴长
短轴的长 长轴的长
焦点
、
、
焦距
对称性
关于轴、轴、原点对称
离心率
3、平面内与两个定点,的距离之差的绝对值等于常数(小于)的点的轨迹称为双曲线.即:。
这两个定点称为双曲线的焦点,两焦点的距离称为双曲线的焦距.
4、双曲线的几何性质:
焦点的位置
焦点在轴上
焦点在轴上
图形
标准方程
范围
或,
或,
顶点
、
、
轴长
虚轴的长 实轴的长
焦点
、
、
焦距
对称性
关于轴、轴对称,关于原点中心对称
离心率
渐近线方程
5、实轴和虚轴等长的双曲线称为等轴双曲线.
6、平面内与一个定点和一条定直线的距离相等的点的轨迹称为抛物线.定点称为抛物线的焦点,定直线称为抛物线的准线.
7、抛物线的几何性质:
标准方程
图形
顶点
对称轴
轴
轴
焦点
准线方程
离心率
范围
8、过抛物线的焦点作垂直于对称轴且交抛物线于、两点的线段,称为抛物线的“通径”,即.
9、焦半径公式:
若点在抛物线上,焦点为,则;
若点在抛物线上,焦点为,则;
圆的方程
(1)标准方程,圆心,半径为r;
(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。
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:①k不存在,验证是否成立②k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
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;
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
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