高中数学基础知识汇总(最新版)
高中数学知识归纳汇总
目录
第一部分 集合 ........................................................................................................................ 4 第二部分 函数与导数 ............................................................................................................. 5 第三部分 三角函数、三角恒等变换与解三角形 ..............................................................12 第四部分 立体几何 .............................................................................................................14 第五部分 直线与圆 .............................................................................................................16 第六部分 圆锥曲线 .............................................................................................................19 第七部分 平面向量 ...........................................................................................................21 第八部分 数列 ....................................................................................................................22 第九部分 不等式 ....................................................................................................................24 第十部分 复数 ......................................................................................................................25 第十一部分 概率 ..................................................................................................................26 第十二部分 统计与统计案例 ...............................................................................................27 第十三部分 算法初步 ...........................................................................................................29 第十四部分 常用逻辑用语与推理证明 ..............................................................................30
第十五部分 推理与证明 .......................................................................................................32 第十六部分 理科选修部分 .................................................................................................33
第一部分 集合
1.N,Z,Q,R分别表示自然数集、整数集、有理数集、实数集;
2.交集,AB{xxA且xB}.并集,AB{xxA或xB}.符号区分; 3.(1)含n个元素的集合的子集数为2n,非空子集数为2n-1;真子集数为2n-1;
非空真子集的数为2n-2;
(2)ABABAABB; 注意:讨论的时候不要遗忘了A的情
况。
(3)CI(AB)(CIA)(CIB);CI(AB)(CIA)(CIB); 4.是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。
第二部分 函数与导数
1.定义域:①抽象函数;已知f[k(x)] 定义域,求f[g(x)] 定义域,k(x) 与g(x) 值
域相同。(具体可以参考本节第4点复合函数定义域求法)。
②具体函数。分母不为0,偶次根号下不为负数,a 中a不为0,tan ,
0logax 中的x为正数。
2.值域:①一元二次方程配方法 ;②换元法;③分离参数法 ; 3.解析式:①配方法 ;②换元法;③待定系数和;④消去法。 4.复合函数的有关问题 (1)复合函数定义域求法:
① 若f(x)的定义域为[a,b],则复合函数f[g(x)]的定义域由不等式a≤g(x)≤b解出;
② 若f[g(x)]的定义域为[a,b],求 f(x)的定义域,相当于x∈[a,b]时,求g(x)的值域。
(2)复合函数单调性的判定:
①首先将原函数yf[g(x)]分解为基本函数:内函数ug(x)与外函数
yf(u);
②分别研究内、外函数在各自定义域内的单调性;
③根据“同性则增,异性则减”来判断原函数在其定义域内的单调性。 注意:外函数yf(u)的定义域是内函数ug(x)的值域。
5.函数的奇偶性
⑴函数的定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的必要条件; ....
⑵f(x)是奇函数f(x)f(x)f(x)f(x)0f(x)1;
f(x)⑶f(x)是偶函数f(x)f(x)f(x)f(x)0f(x)1 ;
f(x)⑷奇函数f(x)在原点有定义,则f(0)0;
⑸在关于原点对称的单调区间内:奇函数有相同的单调性,偶函数有相反的单调性; 6.函数的单调性 ⑴单调性的定义: ①
f(x)在区间M上是增函数x1,x2M,当x1x2时有f(x1)f(x2)0(x1x2)[f(x1)f(x2)]0f(x1)f(x2)0;
x1x2②
f(x)在区间M上是减函数x1,x2M,当x1x2时有f(x1)f(x2)0(x1x2)[f(x1)f(x2)]0f(x1)f(x2)0;
x1x2⑵单调性的判定
① 定义法:一般要将式子f(x1)f(x2)化为几个因式作积或作商的形式,以利于
判断符号;
② 导数法(见导数部分); ③ 复合函数法; ④ 图像法。
注:证明单调性主要用定义法和导数法。
7.函数的周期性 (1)周期性的定义:
对定义域内的任意x,若有f(xT)f(x) (其中T为非零常数),则称函数
f(x)为周期函数,T为它的一个周期。
所有正周期中最小的称为函数的最小正周期。如没有特别说明,遇到的周期都指最小正周期。 (2)三角函数的周期
①ysinx:T2 ;②ycosx:T2 ;③ytanx:T; ④yAsin(x),yAcos(x):T2 ;⑤ytanx:T;
||||⑶ 与周期有关的结论
①f(xa)f(xa)或f(x2a)f(x)(a0) f(x)的周期为2a; ②yf(x)的图象关于点(a,0),(b,0)中心对称f(x)周期为2ab; ③yf(x)的图象关于直线xa,xb轴对称f(x)周期为2ab; ④yf(x)的图象关于点(a,0)中心对称,直线xb轴对称f(x)周期为4ab;
8.基本初等函数的图像与性质
⑴幂函数:yx (R) ;⑵指数函数:ya(a0,a1);
x⑶对数函数:ylogax(a0,a1);⑷正弦函数:ysinx;
axbxc0;⑸余弦函数:ycosx ;(6)正切函数:ytanx;⑺一元二次函数:
2⑻其它常用函数:
① 正比例函数:ykx(k0);②反比例函数:y② 函数
k1(k0);特别的y xxyxa(a0); x9.二次函数: ⑴解析式:
①一般式:f(x)axbxc;②顶点式:f(x)a(xh)k,(h,k)为顶点;
22③零点式:f(x)a(xx1)(xx2) 。 ⑵二次函数问题解决需考虑的因素:
①开口方向;②对称轴;③端点值;④与坐标轴交点;⑤判别式;⑥两根符号。 ⑶二次函数问题解决方法:①数形结合;②分类讨论。 10.函数图象:
⑴图象作法 :①描点法 (特别注意三角函数的五点作图)②图象变换法 ⑵图象变换:
① 平移变换:ⅰyf(x)yf(xa),(a0)———左“+”右“-”; ⅱyf(x)yf(x)k,(k0)———上“+”下“-”; ② 伸缩变换:
ⅰyf(x)yf(x), (0)———纵坐标不变,横坐标伸长为原来的倍;
ⅱyf(x)yAf(x), (A0)———横坐标不变,纵坐标伸长为原来的A倍;
1 ③ 对称变换:ⅰyf(x) yf(x);ⅱyf(x)yf(x);
(0,0)y0ⅲ yf(x)yf(x);
x0④ 翻转变换:
ⅰyf(x)yf(|x|)———右不动,右向左翻(f(x)在y左侧图象去掉); ⅱyf(x)y|f(x)|———上不动,下向上翻(|f(x)|在x下面无图象); 11.函数图象(曲线)对称性的证明
(1)证明函数yf(x)图像的对称性,即证明图像上任意点关于对称中心(对称轴)的对称点仍在图像上;
(2)证明函数yf(x)与yg(x)图象的对称性,即证明yf(x)图象上任意
点关于对称中心(对称轴)的对称点在yg(x)的图象上,反之亦然; (注意上述两点的区别!) 注:
①曲线C1:f(x,y)=0关于点(a,b)的对称曲线C2方程为:f(2a-x,2b-y)=0; ②曲线C1:f(x,y)=0关于直线x=a的对称曲线C2方程为:f(2a-x, y)=0; ③曲线C1:f(x,y)=0,关于y=x+a(或y=-x+a)的对称曲线C2的方程为f(y-a,x+a)=0(或f(-y+a,-x+a)=0);
y=f(x)图像关于直线x=④f(a+x)=f(b-x) (x∈R)ab对称; 2y=f(x)图像关于直线x=a对称; 特别地:f(a+x)=f(a-x) (x∈R)⑤函数y=f(x-a)与y=f(b-x)的图像关于直线x=12.函数零点的求法:
ab对称; 2⑴直接法(求f(x)0的根);⑵图象法;. 13.导数
⑴导数定义:f(x)在点x0处的导数记作yxx0f(x0)limn1x0f(x0x)f(x0);
x''⑵常见函数的导数公式: ①C0;②(x)nx'x'xn';③(sinx)cosx;
x'④(cosx)sinx;⑤(a)alna;⑥(e)e;⑦(logax)x'1; xlna⑧(lnx)'1 。 xuvuvuv; v2⑶导数的四则运算法则:(uv)uv;(uv)uvuv;()⑷(理科)复合函数的导数:yxyuux;
⑸导数的应用:
①利用导数求切线:注意:ⅰ)所给点是切点吗?ⅱ)所求的是“在”还是“过”该点的切线?
②利用导数判断函数单调性:
ⅰ f(x)0f(x)是增函数;ⅱ f(x)0f(x)为减函数; ⅲ f(x)0f(x)为常数;
③利用导数求极值:ⅰ求导数f(x);ⅱ求方程f(x)0的根;ⅲ列表得极值。 ④利用导数最大值与最小值:ⅰ求的极值;ⅱ求区间端点值(如果有);ⅲ得最值。
14.(理科)定积分
⑴定积分的定义:
baf(x)dxlimni1nbaf(i) n⑵定积分的性质:①
bakf(x)dxkf(x)dx (k常数);
ab②③
bab[f1(x)f2(x)]dxf1(x)dxf2(x)dx;
aabbaf(x)dxf(x)dxf(x)dx (其中acb)。
accb⑶微积分基本定理(牛顿—莱布尼兹公式):
baf(x)dxF(x)|baF(b)F(a)
ba⑷定积分的应用:①求曲边梯形的面积:S③ 求变速直线运动的路程:S
|f(x)g(x)|dx;
babav(t)dt;③求变力做功:WF(x)dx。
第三部分 三角函数、三角恒等变换与解三角形
1.⑴角度制与弧度制的互化:弧度180,1180121⑵弧长公式:lR;扇形面积公式:SRRl。
22弧度,1弧度(180)5718'
2.三角函数定义:角中边上任意一点P为(x,y),设|OP|r则:
sinyxy,cos,tan rrx3.三角函数符号规律:一全正,二正弦,三两切,四余弦; 4.诱导公式记忆规律:“奇变偶不变,符号看象限”; 5.⑴yAsin(x)对称轴:xk2;对称中心:(k,0)(kZ); 2⑵yAcos(x)对称轴:xk;对称中心:(22k ,0)(kZ);
6.同角三角函数的基本关系:sinxcosx1;7. 三角函数的单调区间
ysinx的递增区间是[2ksinxtanx; cosx2,2k2](kZ),递减区间是
[2k2,2k3](kZ); 2ycosx的递增区间是[2k,2k](kZ),递减区间是
[2k,2k](kZ)
ytanx的递增区间是(k2,k2)(kZ)
ycotx的递减区间是(k,k)(kZ)
8.两角和与差的正弦、余弦、正切公式:①sin()sincoscossin;
②cos()coscossinsin;③tan()9. 倍角公式:①sin22sincos;
tantan 。.二
1tantan②cos2cossin2cos112sin;③tan222222tan。 21tan10.正、余弦定理: ⑴正弦定理:
abc2R (2R是ABC外接圆直径 ) sinAsinBsinC注:①a:b:csinA:sinB:sinC;②a2RsinA,b2RsinB,c2RsinC;
③
abcabc。 sinAsinBsinCsinAsinBsinC222b2c2a2⑵余弦定理:abc2bccosA等三个;注:cosA等三个。
2bc11。几个公式:
⑴三角形面积公式:SABC11ahabsinC; 22⑵内切圆半径r=2SABC;外接圆直径2R=
abcabc; sinAsinBsinC
11.已知a,b,A时三角形解的个数的判定:
C b h A
a 其中h=bsinA,⑴A为锐角时:①a 第四部分 立体几何 1.三视图与直观图:注:原图形与直观图面积之比为22:1。 2.表(侧)面积与体积公式: ⑴柱体:①表面积:S=S侧+2S底;②侧面积:S侧=2rh;③体积:V=S底h ⑵锥体:①表面积:S=S侧+S底;②侧面积:S侧=rl;③体积:V= '1S底h: 3⑶台体:①表面积:S=S侧+S上底S下底;②侧面积:S侧=(rr)l; 1 (S+SS'S')h; 3432⑷球体:①表面积:S=4R;②体积:V=R 。 3 ③体积:V= 3.位置关系的证明(主要方法): ⑴直线与直线平行:①公理4;②线面平行的性质定理;③面面平行的性质定理。 ⑵直线与平面平行:①线面平行的判定定理;②面面平行线面平行。 ⑶平面与平面平行:①面面平行的判定定理及推论;②垂直于同一直线的两平面平行。 ⑷直线与平面垂直:①直线与平面垂直的判定定理;②面面垂直的性质定理。 ⑸平面与平面垂直:①定义---两平面所成二面角为直角;②面面垂直的判定定理。 注:理科还可用向量法。 4.求角:(步骤-------Ⅰ。找或作角;Ⅱ。求角) ⑴异面直线所成角的求法: ① 平移法:平移直线,构造三角形; ② 补形法:补成正方体、平行六面体、长方体等,发现两条异面直线间的关系。 注:理科还可用向量法,转化为两直线方向向量的夹角。 ⑵直线与平面所成的角: ①直接法(利用线面角定义);②先求斜线上的点到平面距离h,与斜线段长度作比,得sin。 注:理科还可用向量法,转化为直线的方向向量与平面法向量的夹角。 5.结论: ⑴ 长方体从一个顶点出发地三条棱长分别为a,b,c,则对角线长为a2b2c2, 全面积为2ab+2bc+2ca; 长方体体对角线与过同一顶点的三条棱所成的角分别为,,,则:cos2+cos2+cos2=1;sin2+sin2+sin2=2 23⑵ 正方体的棱长为a,则对角线长为3a,全面积为6a,体积为a ⑶ 长方体或正方体的外接球直径2R等于长方体或正方体的对角线长; (4) 正四面体的性质:设棱长为a,则正四面体的: ① 高:h62a;②对棱间距离:a; 3266a;外接球半径:a; 124② 内切球半径: 第五部分 直线与圆 1.直线方程 ⑴点斜式:yyk(xx) ;⑵斜截式:ykxb ;⑶截距式:⑷两点式:xay 1 ; byy1xx1 ;⑸一般式:AxByC0,(A,B不全为0)。 y2y1x2x1(直线的方向向量:(B,A),法向量(A,B) 2.求解线性规划问题的步骤是: (1)列约束条件;(2)作可行域,写目标函数;(3)确定目标函数的最优解。 3.两条直线的位置关系: 4.直线系: 直线方程 平行的充要条件 垂直的充要条件 备注 l1:yk1xb1l2:yk2xb2 k1k2,b1b2 k1k21 l1,l2有斜率 l1:A1xB1yC10 A1B2A2B1,且 A1A2B1B20 不可写成 l2:A2xB2yC20 B1C2B2C1(验证) 分式 直线方程 ykxb AxByC0 平行直线系 ykxm AxBym0 垂直直线系 y1xm BxAym0 k相交直线系 A1xB1yC1(A2xB2yC2)0 5.几个公式 ⑴设A(x1,y1)、B(x2,y2)、C(x3,y3),⊿ABC的重心G:(x1x2x3,y1y2y3); 33⑵点P(x0,y0)到直线Ax+By+C=0的距离:dAx0By0CAB22; ⑶两条平行线Ax+By+C1=0与 Ax+By+C2=0的距离是dC1C2; A2B26.圆的方程: ⑴标准方程:①(xa)(yb)r ;②xyr 。 ⑵一般方程:xyDxEyF0 (DE4F0) 2222222222注:Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0表示圆A=C≠0且B=0且D2+E2-4AF>0; 7.圆的方程的求法:⑴待定系数法;⑵几何法;⑶圆系法。 8.圆系: ⑴xyD1xE1yF1(xyD2xE2yF2)0,(1) ; 2222 注:当1时表示两圆交线。 ⑵xyDxEyF(AxByC)0,(1) 。 229.点、直线与圆的位置关系:(主要掌握几何法) ⑴点与圆的位置关系:(d表示点到圆心的距离) ①dR点在圆上;②dR点在圆内;③dR点在圆外。 ⑵直线与圆的位置关系:(d表示圆心到直线的距离) ①dR相切;②dR相交;(直线与圆相交所得的弦长AB③dR相离。 r2d2) ⑶圆与圆的位置关系:(d表示圆心距,R,r表示两圆半径,且Rr) ①dRr相离;②dRr外切;③RrdRr相交; ④dRr内切;⑤0dRr内含。 10.与圆有关的结论: ⑴过圆x2+y2=r2上的点M(x0,y0)的切线方程为:x0x+y0y=r2; 过圆(x-a)2+(y-b)2=r2上的点M(x0,y0)的切线方程为:(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r2; ⑵以A(x1,y2)、B(x2,y2)为直径的圆的方程:(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0。 第六部分 圆锥曲线 (此部分重点内容为三种圆锥曲线的方程、几何性质,下面所列可能是你会疏忽的一些内容) 1.定义:⑴椭圆:|MF1||MF2|2a,(2a|F1F2|); ⑵双曲线:||MF1||MF2||2a,(2a|F1F2|); ⑶抛物线:MFd 2.结论 ⑴焦半径:①椭圆:PF; (左“+”1aex0,PF2aex0(e为离心率)右“-”); ②抛物线y2px:PFx02p(p0) 2⑵弦长公式:AB1k2x2x1(1k2)[(x1x2)24x1x2] 11y2y1k2(11)[(y1y2)24y1y2]; 2k注:(Ⅰ)抛物线焦点弦长:AB=x1+x2+p (Ⅱ)通径(最短弦):①椭圆、双曲线:2b;②抛物线:2p。 2a⑶ 过两点的椭圆、双曲线标准方程可设为:mxny1 (m,n同时大于0 22时表示椭圆,mn0时表示双曲线); (4) 双曲线中的结论: 22y2y2xx①双曲线21(a>0,b>0)的渐近线:220; 2abab2by2x②共渐进线yx的双曲线标准方程为; (为参数,≠0)aa2b2③双曲线为等轴双曲线e3.直线与圆锥曲线问题解法: 2渐近线为yx渐近线互相垂直; ⑴直接法(通法):联立直线与圆锥曲线方程,构造一元二次方程求解。 注意以下问题: ①联立的关于“x”还是关于“y”的一元二次方程? ②直线斜率不存在时考虑了吗? ③判别式验证了吗? ⑵设而不求(代点相减法或叫点差法):--------处理弦中点问题 步骤如下:①设点A(x1,y1)、B(x2,y2);②作差得kAB决问题。 4.求轨迹的常用方法: (1)定义法:利用圆锥曲线的定义; (2)直接法(列等式);(3)代入法(相关 点法或转移法);⑷待定系数法;(5)参数法;(6)交轨法。 y1y2;③解 x1x2第七部分 平面向量 ⑴设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则: ① a∥b(b≠0)a=b (R)x1y2-x2y1=0; ② a⊥b(a、b≠0)a·b=0x1x2+y1y2=0 . ⑵a·b=|a||b|cos=x2+y1y2; 注:①|a|cos叫做a在b方向上的投影;|b|cos叫做b在a方向上的 投影; ③ a·b的几何意义:a·b等于|a|与|b|在a方向上的投影|b|cos的乘 积。