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- 2021-06-15 发布
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【高中数学常用公式】
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1. 元素与集合的关系
Ux A x C A , Ux C A x A .
2.德摩根公式
( ) ; ( )U U U U U UC A B C A C B C A B C A C B .
3.包含关系
A B A A B B U UA B C B C A
UA C B UC A B R
4.容斥原理
( ) ( )card A B cardA cardB card A B
( ) ( )card A B C cardA cardB cardC card A B
( ) ( ) ( ) ( )card A B card B C card C A card A B C .
5.集合 1 2{ , , , }na a a 的子集个数共有 2n 个;真子集有 2n–1 个;非空
子集有 2n –1 个;非空的真子集有 2n–2 个.
6.二次函数的解析式的三种形式
(1)一般式 2( ) ( 0)f x ax bx c a ;
(2)顶点式 2( ) ( ) ( 0)f x a x h k a ;
(3)零点式 1 2( ) ( )( )( 0)f x a x x x x a .
7.解连不等式 ( )N f x M 常有以下转化形式
( )N f x M [ ( ) ][ ( ) ] 0f x M f x N
| ( ) |
2 2
M N M Nf x
( ) 0
( )
f x N
M f x
1 1
( )f x N M N
.
8.方程 0)( xf 在 ),( 21 kk 上有且只有一个实根,与 0)()( 21 kfkf 不等价,
前者是后者的一个必要而不是充分条件.特别地, 方程
)0(02 acbxax 有且只有一个实根在 ),( 21 kk 内,等价于 0)()( 21 kfkf ,
或 0)( 1 kf 且
22
21
1
kk
a
bk
,或 0)( 2 kf 且 2
21
22
k
a
bkk
.
9.闭区间上的二次函数的最值
二次函数 )0()( 2 acbxaxxf 在闭区间 qp, 上的最值只能在
a
bx
2
处及区间的两端点处取得,具体如下:
(1)当 a>0 时,若 qp
a
bx ,
2
,则 min max max( ) ( ), ( ) ( ), ( )
2
bf x f f x f p f q
a
;
qp
a
bx ,
2
, max max( ) ( ), ( )f x f p f q , min min( ) ( ), ( )f x f p f q .
(2) 当 a<0 时 , 若 qp
a
bx ,
2
, 则 min( ) min ( ), ( )f x f p f q , 若
qp
a
bx ,
2
,则 max( ) max ( ), ( )f x f p f q , min( ) min ( ), ( )f x f p f q .
10.一元二次方程的实根分布
依据:若 ( ) ( ) 0f m f n ,则方程 0)( xf 在区间 ( , )m n 内至少有一个实根 .
设 qpxxxf 2)( ,则
(1)方程 0)( xf 在区间 ),( m 内有根的充要条件为 0)( mf 或
2 4 0
2
p q
p m
;
(2)方程 0)( xf 在区间 ( , )m n 内有根的充要条件为 ( ) ( ) 0f m f n 或
2
( ) 0
( ) 0
4 0
2
f m
f n
p q
pm n
或
( ) 0
( ) 0
f m
af n
或
( ) 0
( ) 0
f n
af m
;
(3)方程 0)( xf 在区间 ( , )n 内有根的充要条件为 ( ) 0f m 或
2 4 0
2
p q
p m
.
11.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(形如 , , , , , 不同)
上含参数的二次不等式 ( , ) 0f x t ( t为参数)恒成立的充要条件是
min( , ) 0( )f x t x L .
(2)在给定区间 ),( 的子区间上含参数的二次不等式 ( , ) 0f x t ( t
为参数)恒成立的充要条件是 ( , ) 0( )manf x t x L .
(3) 0)( 24 cbxaxxf 恒成立的充要条件是
0
0
0
a
b
c
或
2
0
4 0
a
b ac
.
12.真值表
p q 非p p或q p且q
真 真 假 真 真
真 假 假 真 假
假 真 真 真 假
假 假 真 假 假
13.常见结论的否定形式
原结论 反设词 原结论 反设词
是 不是 至少有一个 一个也没有
都是 不都是 至多有一个 至少有两个
大于 不大于 至少有 n个 至多有( 1n )个
小于 不小于 至多有 n个 至少有( 1n )个
对所有 x,成立 存在某 x,不成立 p或 q p 且 q
对任何 x,不成立 存在某 x,成立 p且 q p 或 q
14.四种命题的相互关系
原命题 互逆 逆命题
若p则q 若q则p
互 互
互 为 为 互
否 否
逆 逆
否 否
否命题 逆否命题
若非p则非q 互逆 若非q则非p
15.充要条件
(1)充分条件:若 p q ,则 p是 q充分条件.
(2)必要条件:若 q p ,则 p是 q必要条件.
(3)充要条件:若 p q ,且 q p ,则 p是 q充要条件.
注:如果甲是乙的充分条件,则乙是甲的必要条件;反之亦然.
16.函数的单调性
(1)设 2121 ,, xxbaxx 那么
1 2 1 2( ) ( ) ( ) 0x x f x f x baxf
xx
xfxf ,)(0)()(
21
21 在
上是增函数;
1 2 1 2( ) ( ) ( ) 0x x f x f x baxf
xx
xfxf ,)(0)()(
21
21 在
上是减函数.
(2)设函数 )(xfy 在某个区间内可导,如果 0)( xf ,则 )(xf 为增函
数;如果 0)( xf ,则 )(xf 为减函数.
17.如果函数 )(xf 和 )(xg 都是减函数,则在公共定义域内,和函数
)()( xgxf 也是减函数; 如果函数 )(ufy 和 )(xgu 在其对应的定义
域上都是减函数,则复合函数 )]([ xgfy 是增函数.
18.奇偶函数的图象特征
奇函数的图象关于原点对称,偶函数的图象关于y轴对称;反过来,
如果一个函数的图象关于原点对称,那么这个函数是奇函数;如
果一个函数的图象关于 y 轴对称,那么这个函数是偶函数.
19.若函数 )(xfy 是偶函数,则 )()( axfaxf ;若函数 )( axfy 是
偶函数,则 )()( axfaxf .
20.对于函数 )(xfy ( Rx ), )()( xbfaxf 恒成立,则函数 )(xf 的对
称轴是函数
2
bax
;两个函数 )( axfy 与 )( xbfy 的图象关于直
线
2
bax
对称.
21.若 )()( axfxf ,则函数 )(xfy 的图象关于点 )0,
2
(a 对称; 若
)()( axfxf ,则函数 )(xfy 为周期为 a2 的周期函数.
22.多项式函数 1
1 0( ) n n
n nP x a x a x a
的奇偶性
多项式函数 ( )P x 是奇函数 ( )P x 的偶次项(即奇数项)的系数全为
零.
多项式函数 ( )P x 是偶函数 ( )P x 的奇次项(即偶数项)的系数全为
零.
23.函数 ( )y f x 的图象的对称性
(1)函数 ( )y f x 的图象关于直线 x a 对称 ( ) ( )f a x f a x
(2 ) ( )f a x f x .
(2)函数 ( )y f x 的图象关于直线
2
a bx
对称 ( ) ( )f a mx f b mx
( ) ( )f a b mx f mx .
24.两个函数图象的对称性
(1)函数 ( )y f x 与函数 ( )y f x 的图象关于直线 0x (即 y轴)对称.
(2)函数 ( )y f mx a 与函数 ( )y f b mx 的图象关于直线
2
a bx
m
对称.
(3)函数 )(xfy 和 )(1 xfy 的图象关于直线 y=x 对称.
25.若将函数 )(xfy 的图象右移 a 、上移 b 个单位,得到函数
baxfy )( 的图象;若将曲线 0),( yxf 的图象右移 a、上移 b个单
位,得到曲线 0),( byaxf 的图象.
26.互为反函数的两个函数的关系
abfbaf )()( 1 .
27.若函数 )( bkxfy 存在反函数,则其反函数为 ])([1 1 bxf
k
y ,并不
是 )([ 1 bkxfy ,而函数 )([ 1 bkxfy 是 ])([1 bxf
k
y 的反函数.
28.几个常见的函数方程
(1)正比例函数 ( )f x cx , ( ) ( ) ( ), (1)f x y f x f y f c .
(2)指数函数 ( ) xf x a , ( ) ( ) ( ), (1) 0f x y f x f y f a .
(3)对数函数 ( ) logaf x x , ( ) ( ) ( ), ( ) 1( 0, 1)f xy f x f y f a a a .
(4)幂函数 ( )f x x , '( ) ( ) ( ), (1)f xy f x f y f .
(5)余弦函数 ( ) cosf x x ,正弦函数 ( ) sing x x , ( ) ( ) ( ) ( ) ( )f x y f x f y g x g y ,
0
( )(0) 1, lim 1
x
g xf
x
.
29.几个函数方程的周期(约定 a>0)
(1) )()( axfxf ,则 )(xf 的周期 T=a;
(2) 0)()( axfxf ,
或 )0)((
)(
1)( xf
xf
axf ,
或 1( )
( )
f x a
f x
( ( ) 0)f x ,
或 21 ( ) ( ) ( ), ( ( ) 0,1 )
2
f x f x f x a f x ,则 )(xf 的周期 T=2a;
(3) )0)((
)(
11)(
xf
axf
xf ,则 )(xf 的周期 T=3a;
(4)
)()(1
)()()(
21
21
21 xfxf
xfxfxxf
且 1 2 1 2( ) 1( ( ) ( ) 1,0 | | 2 )f a f x f x x x a ,则 )(xf 的
周期 T=4a;
(5) ( ) ( ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 )f x f x a f x a f x a f x a
( ) ( ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 )f x f x a f x a f x a f x a ,则 )(xf 的周期 T=5a;
(6) )()()( axfxfaxf ,则 )(xf 的周期 T=6a.
30.分数指数幂
(1) 1m
n
n m
a
a
( 0, ,a m n N ,且 1n ).
(2) 1m
n
m
n
a
a
( 0, ,a m n N ,且 1n ).
31.根式的性质
(1) ( )nn a a .
(2)当 n为奇数时, n na a ;
当 n为偶数时,
, 0
| |
, 0
n n a a
a a
a a
.
32.有理指数幂的运算性质
(1) ( 0, , )r s r sa a a a r s Q .
(2) ( ) ( 0, , )r s rsa a a r s Q .
(3) ( ) ( 0, 0, )r r rab a b a b r Q .
注: 若 a>0,p 是一个无理数,则 a
p
表示一个确定的实数.上述
有理指数幂的运算性质,对于无理数指数幂都适用.
33.指数式与对数式的互化式
log b
a N b a N ( 0, 1, 0)a a N .
34.对数的换底公式
loglog
log
m
a
m
NN
a
( 0a ,且 1a , 0m ,且 1m , 0N ).
推论 log logm
n
aa
nb b
m
( 0a ,且 1a , , 0m n ,且 1m , 1n , 0N ).
35.对数的四则运算法则
若 a>0,a≠1,M>0,N>0,则
(1) log ( ) log loga a aMN M N ;
(2) log log loga a a
M M N
N
;
(3) log log ( )n
a aM n M n R .
36.设函数 )0)((log)( 2 acbxaxxf m ,记 acb 42 .若 )(xf 的定义域
为 R ,则 0a ,且 0 ;若 )(xf 的值域为 R ,则 0a ,且 0 .对于 0a 的
情形,需要单独检验.
37. 对数换底不等式及其推广
若 0a , 0b , 0x , 1x
a
,则函数 log ( )axy bx
(1)当 a b 时,在 1(0, )
a
和 1( , )
a
上 log ( )axy bx 为增函数.
(2)当 a b 时,在 1(0, )
a
和 1( , )
a
上 log ( )axy bx 为减函数.
推论:设 1n m , 0p , 0a ,且 1a ,则
(1) log ( ) logm p mn p n .
(2) 2log log log
2a a a
m nm n
.
38. 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 (1 )xy N p .
39.数列的同项公式与前 n 项的和的关系
1
1
, 1
, 2n
n n
s n
a
s s n
( 数列{ }na 的前 n 项的和为 1 2n ns a a a ).
40.等差数列的通项公式
*
1 1( 1) ( )na a n d dn a d n N ;
其前 n 项和公式为
1( )
2
n
n
n a as
1
( 1)
2
n nna d
2
1
1( )
2 2
d n a d n .
41.等比数列的通项公式
1 *1
1 ( )n n
n
aa a q q n N
q
;
其前 n 项的和公式为
1
1
(1 ) , 1
1
, 1
n
n
a q q
s q
na q
或
1
1
, 1
1
, 1
n
n
a a q q
qs
na q
.
42.等比差数列 na : 1 1, ( 0)n na qa d a b q 的通项公式为
1
( 1) , 1
( ) , 1
1
n n
n
b n d q
a bq d b q d q
q
;
其前 n 项和公式为
( 1) , ( 1)
1( ) , ( 1)
1 1 1
n
n
nb n n d q
s d q db n q
q q q
.
43.分期付款(按揭贷款)
每次还款 (1 )
(1 ) 1
n
n
ab bx
b
元(贷款 a元,n次还清,每期利率为b ).
44.常见三角不等式
(1)若 (0, )
2
x
,则 sin tanx x x .
(2) 若 (0, )
2
x
,则1 sin cos 2x x .
(3) | sin | | cos | 1x x .
45.同角三角函数的基本关系式
2 2sin cos 1 , tan =
cos
sin , tan 1cot .
46.正弦、余弦的诱导公式
2
1
2
( 1) sin ,
sin( )
2
( 1) s ,
n
n
n
co
2
1
2
( 1) s ,
s( )
2
( 1) sin ,
n
n
conco
47.和角与差角公式
sin( ) sin cos cos sin ;
cos( ) cos cos sin sin ;
(n 为偶数)
(n 为奇数)
(n 为偶数)
(n 为奇数)
tan tantan( )
1 tan tan
.
2 2sin( )sin( ) sin sin (平方正弦公式);
2 2cos( ) cos( ) cos sin .
sin cosa b = 2 2 sin( )a b (辅助角 所在象限由点 ( , )a b 的象限决
定, tan b
a
).
48.二倍角公式
sin2 2sin cos .
2 2 2 2cos 2 cos sin 2cos 1 1 2sin .
2
2 tantan 2
1 tan
.
49. 三倍角公式
3sin 3 3sin 4sin 4sin sin( )sin( )
3 3
.
3cos3 4cos 3cos 4cos cos( ) cos( )
3 3
.
3
2
3tan tantan 3 tan tan( ) tan( )
1 3tan 3 3
.
50.三角函数的周期公式
函数 sin( )y x ,x∈R 及函数 cos( )y x ,x∈R(A,ω,为常数,
且 A≠0,ω>0)的周期 2T
;函数 tan( )y x , ,
2
x k k Z (A,
ω,为常数,且 A≠0,ω>0)的周期T
.
51.正弦定理
2
sin sin sin
a b c R
A B C
.
52.余弦定理
2 2 2 2 cosa b c bc A ;
2 2 2 2 cosb c a ca B ;
2 2 2 2 cosc a b ab C .
53.面积定理
(1) 1 1 1
2 2 2a b cS ah bh ch ( a b ch h h、 、 分别表示 a、b、c 边上的高).
(2) 1 1 1sin sin sin
2 2 2
S ab C bc A ca B .
(3) 2 21 (| | | |) ( )
2OABS OA OB OA OB
.
54.三角形内角和定理
在△ABC 中,有 ( )A B C C A B
2 2 2
C A B
2 2 2( )C A B .
55. 简单的三角方程的通解
sin ( 1) arcsin ( ,| | 1)kx a x k a k Z a .
s 2 arccos ( ,| | 1)co x a x k a k Z a .
tan arctan ( , )x a x k a k Z a R .
特别地,有
sin sin ( 1) ( )kk k Z .
s cos 2 ( )co k k Z .
tan tan ( )k k Z .
56.最简单的三角不等式及其解集
sin (| | 1) (2 arcsin ,2 arcsin ),x a a x k a k a k Z .
sin (| | 1) (2 arcsin ,2 arcsin ),x a a x k a k a k Z .
cos (| | 1) (2 arccos ,2 arccos ),x a a x k a k a k Z .
cos (| | 1) (2 arccos ,2 2 arccos ),x a a x k a k a k Z .
tan ( ) ( arctan , ),
2
x a a R x k a k k Z .
tan ( ) ( , arctan ),
2
x a a R x k k a k Z .
57.实数与向量的积的运算律
设λ、μ为实数,那么
(1) 结合律:λ(μa)=(λμ)a;
(2)第一分配律:(λ+μ)a=λa+μa;
(3)第二分配律:λ(a+b)=λa+λb.
58.向量的数量积的运算律:
(1) a·b= b·a (交换律);
(2)( a)·b= (a·b)= a·b= a·( b);
(3)(a+b)·c= a ·c +b·c.
59.平面向量基本定理
如果 e1、e 2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λ1、λ2,使得 a=λ1e1+λ2e2.
不共线的向量 e1、e2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底.
60.向量平行的坐标表示
设 a= 1 1( , )x y ,b= 2 2( , )x y ,且 b 0,则 ab(b 0) 1 2 2 1 0x y x y .
a 与 b 的数量积(或内积)a·b=|a||b|cosθ.
61. a·b的几何意义
数量积 a·b等于 a的长度|a|与 b在 a的方向上的投影|b|cosθ的乘
积.
62.平面向量的坐标运算
(1)设 a= 1 1( , )x y ,b= 2 2( , )x y ,则 a+b= 1 2 1 2( , )x x y y .
(2)设 a= 1 1( , )x y ,b= 2 2( , )x y ,则 a-b= 1 2 1 2( , )x x y y .
(3)设 A 1 1( , )x y ,B 2 2( , )x y ,则 2 1 2 1( , )AB OB OA x x y y
.
(4)设 a= ( , ),x y R ,则 a= ( , )x y .
(5)设 a= 1 1( , )x y ,b= 2 2( , )x y ,则 a·b= 1 2 1 2( )x x y y .
63.两向量的夹角公式
1 2 1 2
2 2 2 2
1 1 2 2
cos x x y y
x y x y
(a= 1 1( , )x y ,b= 2 2( , )x y ).
64.平面两点间的距离公式
,A Bd = | |AB AB AB
2 2
2 1 2 1( ) ( )x x y y (A 1 1( , )x y ,B 2 2( , )x y ).
65.向量的平行与垂直
设 a= 1 1( , )x y ,b= 2 2( , )x y ,且 b 0,则
A||b b=λa 1 2 2 1 0x y x y .
ab(a 0) a·b=0 1 2 1 2 0x x y y .
66.线段的定比分公式
设 1 1 1( , )P x y , 2 2 2( , )P x y , ( , )P x y 是线段 1 2PP 的分点,是实数,且 1 2PP PP
,
则
1 2
1 2
1
1
x xx
y yy
1 2
1
OP OPOP
1 2(1 )OP tOP t OP
( 1
1
t
).
67.三角形的重心坐标公式
△ABC 三个顶点的坐标分别为 1 1A(x ,y )、 2 2B(x ,y )、 3 3C(x ,y ),则△ABC 的
重心的坐标是 1 2 3 1 2 3( , )
3 3
x x x y y yG .
68.点的平移公式
' '
' '
x x h x x h
y y k y y k
' 'OP OP PP
.
注:图形 F 上的任意一点 P(x,y)在平移后图形 'F 上的对应点为
' ' '( , )P x y ,且 'PP
的坐标为 ( , )h k .
69.“按向量平移”的几个结论
(1)点 ( , )P x y 按向量 a= ( , )h k 平移后得到点 ' ( , )P x h y k .
(2) 函数 ( )y f x 的图象C按向量 a= ( , )h k 平移后得到图象 'C ,则 'C 的
函数解析式为 ( )y f x h k .
(3) 图象 'C 按向量 a= ( , )h k 平移后得到图象C ,若C的解析式 ( )y f x ,
则 'C 的函数解析式为 ( )y f x h k .
(4)曲线C : ( , ) 0f x y 按向量 a= ( , )h k 平移后得到图象 'C ,则 'C 的方程
为 ( , ) 0f x h y k .
(5) 向量 m= ( , )x y 按向量 a= ( , )h k 平移后得到的向量仍然为 m= ( , )x y .
70. 三角形五“心”向量形式的充要条件
设O为 ABC 所在平面上一点,角 , ,A B C所对边长分别为 , ,a b c,则
(1)O为 ABC 的外心
2 2 2
OA OB OC
.
(2)O为 ABC 的重心 0OA OB OC
.
(3)O为 ABC 的垂心 OA OB OB OC OC OA
.
(4)O为 ABC 的内心 0aOA bOB cOC
.
(5)O为 ABC 的 A 的旁心 aOA bOB cOC
.
71.常用不等式:
(1) ,a b R 2 2 2a b ab (当且仅当 a=b 时取“=”号).
(2) ,a b R
2
a b ab
(当且仅当 a=b 时取“=”号).
(3) 3 3 3 3 ( 0, 0, 0).a b c abc a b c
(4)柯西不等式
2 2 2 2 2( )( ) ( ) , , , , .a b c d ac bd a b c d R
(5) bababa .
72.极值定理
已知 yx, 都是正数,则有
(1)若积 xy是定值 p,则当 yx 时和 yx 有最小值 p2 ;
(2)若和 yx 是定值 s,则当 yx 时积 xy有最大值 2
4
1 s .
推广 已知 Ryx , ,则有 xyyxyx 2)()( 22
(1)若积 xy是定值,则当 || yx 最大时, || yx 最大;
当 || yx 最小时, || yx 最小.
(2)若和 || yx 是定值,则当 || yx 最大时, || xy 最小;
当 || yx 最小时, || xy 最大.
73.一元二次不等式 2 0( 0)ax bx c 或 2( 0, 4 0)a b ac ,如果 a与
2ax bx c 同号,则其解集在两根之外;如果 a与 2ax bx c 异号,则
其解集在两根之间.简言之:同号两根之外,异号两根之间.
1 2 1 2 1 2( )( ) 0( )x x x x x x x x x ;
1 2 1 2 1 2, ( )( ) 0( )x x x x x x x x x x 或 .
74.含有绝对值的不等式
当 a> 0 时,有
22x a x a a x a .
2 2x a x a x a 或 x a .
75.无理不等式
(1)
( ) 0
( ) ( ) ( ) 0
( ) ( )
f x
f x g x g x
f x g x
.
(2)
2
( ) 0
( ) 0
( ) ( ) ( ) 0
( ) 0
( ) [ ( )]
f x
f x
f x g x g x
g x
f x g x
或 .
(3)
2
( ) 0
( ) ( ) ( ) 0
( ) [ ( )]
f x
f x g x g x
f x g x
.
76.指数不等式与对数不等式
(1)当 1a 时,
( ) ( ) ( ) ( )f x g xa a f x g x ;
( ) 0
log ( ) log ( ) ( ) 0
( ) ( )
a a
f x
f x g x g x
f x g x
.
(2)当0 1a 时,
( ) ( ) ( ) ( )f x g xa a f x g x ;
( ) 0
log ( ) log ( ) ( ) 0
( ) ( )
a a
f x
f x g x g x
f x g x
77.斜率公式
2 1
2 1
y yk
x x
( 1 1 1( , )P x y 、 2 2 2( , )P x y ).
78.直线的五种方程
(1)点斜式 1 1( )y y k x x (直线 l过点 1 1 1( , )P x y ,且斜率为 k ).
(2)斜截式 y kx b (b 为直线 l在 y 轴上的截距).
(3)两点式 1 1
2 1 2 1
y y x x
y y x x
( 1 2y y )( 1 1 1( , )P x y 、 2 2 2( , )P x y ( 1 2x x )).
(4)截距式 1x y
a b
( a b、 分别为直线的横、纵截距, 0a b 、 )
(5)一般式 0Ax By C (其中 A、B 不同时为 0).
79.两条直线的平行和垂直
(1)若 1 1 1:l y k x b , 2 2 2:l y k x b
① 1 2 1 2 1 2|| ,l l k k b b ;
② 1 2 1 2 1l l k k .
(2)若 1 1 1 1: 0l A x B y C , 2 2 2 2: 0l A x B y C ,且 A1、A2、B1、B2 都不为零,
① 1 1 1
1 2
2 2 2
|| A B Cl l
A B C
;
② 1 2 1 2 1 2 0l l A A B B ;
80.夹角公式
(1) 2 1
2 1
tan | |
1
k k
k k
.
( 1 1 1:l y k x b , 2 2 2:l y k x b , 1 2 1k k )
(2) 1 2 2 1
1 2 1 2
tan | |A B A B
A A B B
.
( 1 1 1 1: 0l A x B y C , 2 2 2 2: 0l A x B y C , 1 2 1 2 0A A B B ).
直线 1 2l l 时,直线 l1 与 l2的夹角是
2
.
81. 1l 到 2l 的角公式
(1) 2 1
2 1
tan
1
k k
k k
.
( 1 1 1:l y k x b , 2 2 2:l y k x b , 1 2 1k k )
(2) 1 2 2 1
1 2 1 2
tan A B A B
A A B B
.
( 1 1 1 1: 0l A x B y C , 2 2 2 2: 0l A x B y C , 1 2 1 2 0A A B B ).
直线 1 2l l 时,直线 l1 到 l2的角是
2
.
82.四种常用直线系方程
(1)定点直线系方程:经过定点 0 0 0( , )P x y 的直线系方程为
0 0( )y y k x x (除直线 0x x ),其中 k 是待定的系数; 经过定点
0 0 0( , )P x y 的直线系方程为 0 0( ) ( ) 0A x x B y y ,其中 ,A B是待定的系数.
(2)共点直线系方程:经过两直线 1 1 1 1: 0l A x B y C , 2 2 2 2: 0l A x B y C
的交点的直线系方程为 1 1 1 2 2 2( ) ( ) 0A x B y C A x B y C (除 2l ),其中λ
是待定的系数.
(3)平行直线系方程:直线 y kx b 中当斜率 k 一定而 b 变动时,
表示平行直线系方程.与直线 0Ax By C 平行的直线系方程是
0Ax By ( 0 ),λ是参变量.
(4)垂直直线系方程:与直线 0Ax By C (A≠0,B≠0)垂直的
直线系方程是 0Bx Ay ,λ是参变量.
83.点到直线的距离
0 0
2 2
| |Ax By Cd
A B
(点 0 0( , )P x y ,直线 l: 0Ax By C ).
84. 0Ax By C 或 0 所表示的平面区域
设直线 : 0l Ax By C ,则 0Ax By C 或 0 所表示的平面区域是:
若 0B ,当 B与 Ax By C 同号时,表示直线 l的上方的区域;当 B与
Ax By C 异号时,表示直线 l的下方的区域.简言之,同号在上,异号
在下.
若 0B ,当 A与 Ax By C 同号时,表示直线 l的右方的区域;当 A与
Ax By C 异号时,表示直线 l的左方的区域. 简言之,同号在右,异号
在左.
85. 1 1 1 2 2 2( )( ) 0A x B y C A x B y C 或 0 所表示的平面区域
设曲线 1 1 1 2 2 2: ( )( ) 0C A x B y C A x B y C ( 1 2 1 2 0A A B B ),则
1 1 1 2 2 2( )( ) 0A x B y C A x B y C 或 0 所表示的平面区域是:
1 1 1 2 2 2( )( ) 0A x B y C A x B y C 所表示的平面区域上下两部分;
1 1 1 2 2 2( )( ) 0A x B y C A x B y C 所表示的平面区域上下两部分.
86. 圆的四种方程
(1)圆的标准方程 2 2 2( ) ( )x a y b r .
(2)圆的一般方程 2 2 0x y Dx Ey F ( 2 2 4D E F >0).
(3)圆的参数方程
cos
sin
x a r
y b r
.
(4)圆的直径式方程 1 2 1 2( )( ) ( )( ) 0x x x x y y y y (圆的直径的端点
是 1 1( , )A x y 、 2 2( , )B x y ).
87. 圆系方程
(1)过点 1 1( , )A x y , 2 2( , )B x y 的圆系方程是
1 2 1 2 1 1 2 1 1 2( )( ) ( )( ) [( )( ) ( )( )] 0x x x x y y y y x x y y y y x x
1 2 1 2( )( ) ( )( ) ( ) 0x x x x y y y y ax by c ,其中 0ax by c 是直线 AB
的方程,λ是待定的系数.
(2)过直线 l : 0Ax By C 与圆 C : 2 2 0x y Dx Ey F 的交点的圆系
方程是 2 2 ( ) 0x y Dx Ey F Ax By C ,λ是待定的系数.
(3) 过圆 1C : 2 2
1 1 1 0x y D x E y F 与圆 2C : 2 2
2 2 2 0x y D x E y F 的交
点的圆系方程是 2 2 2 2
1 1 1 2 2 2( ) 0x y D x E y F x y D x E y F ,λ是待
定的系数.
88.点与圆的位置关系
点 0 0( , )P x y 与圆 222 )()( rbyax 的位置关系有三种
若 2 2
0 0( ) ( )d a x b y ,则
d r 点 P在圆外; d r 点 P在圆上; d r 点 P在圆内.
89.直线与圆的位置关系
直线 0 CByAx 与圆 222 )()( rbyax 的位置关系有三种:
0 相离rd ;
0 相切rd ;
0 相交rd .
其中
22 BA
CBbAa
d
.
90.两圆位置关系的判定方法
设两圆圆心分别为 O1,O2,半径分别为 r1,r2, dOO 21
条公切线外离 421 rrd ;
条公切线外切 321 rrd ;
条公切线相交 22121 rrdrr ;
条公切线内切 121 rrd ;
无公切线内含 210 rrd .
91.圆的切线方程
(1)已知圆 2 2 0x y Dx Ey F .
①若已知切点 0 0( , )x y 在圆上,则切线只有一条,其方程是
0 0
0 0
( ) ( ) 0
2 2
D x x E y yx x y y F
.
当 0 0( , )x y 圆外时, 0 0
0 0
( ) ( ) 0
2 2
D x x E y yx x y y F
表示过两个切点
的切点弦方程.
②过圆外一点的切线方程可设为 0 0( )y y k x x ,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.
③斜率为 k 的切线方程可设为 y kx b ,再利用相切条件求 b,
必有两条切线.
(2)已知圆 2 2 2x y r .
①过圆上的 0 0 0( , )P x y 点的切线方程为 2
0 0x x y y r ;
②斜率为 k的圆的切线方程为 21y kx r k .
92.椭圆
2 2
2 2 1( 0)x y a b
a b
的参数方程是
cos
sin
x a
y b
.
93.椭圆
2 2
2 2 1( 0)x y a b
a b
焦半径公式
)(
2
1 c
axePF , )(
2
2 x
c
aePF .
94.椭圆的的内外部
(1)点 0 0( , )P x y 在椭圆
2 2
2 2 1( 0)x y a b
a b
的内部
2 2
0 0
2 2 1x y
a b
.
(2)点 0 0( , )P x y 在椭圆
2 2
2 2 1( 0)x y a b
a b
的外部
2 2
0 0
2 2 1x y
a b
.
95. 椭圆的切线方程
(1)椭圆
2 2
2 2 1( 0)x y a b
a b
上一点 0 0( , )P x y 处的切线方程是 0 0
2 2 1x x y y
a b
.
(2)过椭圆
2 2
2 2 1( 0)x y a b
a b
外一点 0 0( , )P x y 所引两条切线的切点
弦方程是
0 0
2 2 1x x y y
a b
.
(3)椭圆
2 2
2 2 1( 0)x y a b
a b
与直线 0Ax By C 相切的条件是
2 2 2 2 2A a B b c .
96.双曲线
2 2
2 2 1( 0, 0)x y a b
a b
的焦半径公式
2
1 | ( ) |aPF e x
c
,
2
2 | ( ) |aPF e x
c
.
97.双曲线的内外部
(1)点 0 0( , )P x y 在双曲线
2 2
2 2 1( 0, 0)x y a b
a b
的内部
2 2
0 0
2 2 1x y
a b
.
(2)点 0 0( , )P x y 在双曲线
2 2
2 2 1( 0, 0)x y a b
a b
的外部
2 2
0 0
2 2 1x y
a b
.
98.双曲线的方程与渐近线方程的关系
(1)若双曲线方程为 12
2
2
2
b
y
a
x
渐近线方程:
2 2
2 2 0x y
a b
x
a
by .
(2) 若渐近线方程为 x
a
by 0
b
y
a
x
双曲线可设为
2
2
2
2
b
y
a
x .
(3)若双曲线与 12
2
2
2
b
y
a
x 有公共渐近线,可设为 2
2
2
2
b
y
a
x
( 0 ,焦点在 x 轴上, 0 ,焦点在 y 轴上).
99. 双曲线的切线方程
(1)双曲线
2 2
2 2 1( 0, 0)x y a b
a b
上一点 0 0( , )P x y 处的切线方程是
0 0
2 2 1x x y y
a b
.
(2)过双曲线
2 2
2 2 1( 0, 0)x y a b
a b
外一点 0 0( , )P x y 所引两条切线的
切点弦方程是
0 0
2 2 1x x y y
a b
.
(3)双曲线
2 2
2 2 1( 0, 0)x y a b
a b
与直线 0Ax By C 相切的条件是
2 2 2 2 2A a B b c .
100. 抛物线 pxy 22 的焦半径公式
抛物线 2 2 ( 0)y px p 焦半径 0 2
pCF x .
过焦点弦长 pxxpxpxCD 2121 22
.
101.抛物线 pxy 22 上的动点可设为 P ),
2
(
2
y
p
y 或 或)2,2( 2 ptptP P ( , )x y ,
其中 2 2y px .
102.二次函数
2
2 2 4( )
2 4
b ac by ax bx c a x
a a
( 0)a 的图象是抛物线:
(1)顶点坐标为
24( , )
2 4
b ac b
a a
;(2)焦点的坐标为
24 1( , )
2 4
b ac b
a a
;
(3)准线方程是
24 1
4
ac by
a
.
103.抛物线的内外部
(1)点 0 0( , )P x y 在抛物线 2 2 ( 0)y px p 的内部 2 2 ( 0)y px p .
点 0 0( , )P x y 在抛物线 2 2 ( 0)y px p 的外部 2 2 ( 0)y px p .
(2)点 0 0( , )P x y 在抛物线 2 2 ( 0)y px p 的内部 2 2 ( 0)y px p .
点 0 0( , )P x y 在抛物线 2 2 ( 0)y px p 的外部 2 2 ( 0)y px p .
(3)点 0 0( , )P x y 在抛物线 2 2 ( 0)x py p 的内部 2 2 ( 0)x py p .
点 0 0( , )P x y 在抛物线 2 2 ( 0)x py p 的外部 2 2 ( 0)x py p .
(4) 点 0 0( , )P x y 在抛物线 2 2 ( 0)x py p 的内部 2 2 ( 0)x py p .
点 0 0( , )P x y 在抛物线 2 2 ( 0)x py p 的外部 2 2 ( 0)x py p .
104. 抛物线的切线方程
(1)抛物线 pxy 22 上一点 0 0( , )P x y 处的切线方程是 0 0( )y y p x x .
(2)过抛物线 pxy 22 外一点 0 0( , )P x y 所引两条切线的切点弦方
程是 0 0( )y y p x x .
(3)抛物线 2 2 ( 0)y px p 与直线 0Ax By C 相切的条件是
2 2pB AC .
105.两个常见的曲线系方程
(1)过曲线 1( , ) 0f x y , 2 ( , ) 0f x y 的交点的曲线系方程是
1 2( , ) ( , ) 0f x y f x y (为参数).
(2)共焦点的有心圆锥曲线系方程
2 2
2 2 1x y
a k b k
,其中 2 2max{ , }k a b .
当 2 2min{ , }k a b 时,表示椭圆; 当 2 2 2 2min{ , } max{ , }a b k a b 时,表示双曲
线.
106.直线与圆锥曲线相交的弦长公式 2 2
1 2 1 2( ) ( )AB x x y y 或
2 2 2 2
2 1 1 2 1 2(1 )( ) | | 1 tan | | 1 tAB k x x x x y y co ( 弦 端 点
A ),(),,( 2211 yxByx ,由方程
0)y,x(F
bkxy
消去 y 得到 02 cbxax , 0 ,为
直线 AB的倾斜角, k为直线的斜率).
107.圆锥曲线的两类对称问题
( 1 ) 曲 线 ( , ) 0F x y 关 于 点 0 0( , )P x y 成 中 心 对 称 的 曲 线 是
0 0(2 - , 2 ) 0F x x y y .
(2)曲线 ( , ) 0F x y 关于直线 0Ax By C 成轴对称的曲线是
2 2 2 2
2 ( ) 2 ( )( , ) 0A Ax By C B Ax By CF x y
A B A B
.
108.“四线”一方程
对于一般的二次曲线 2 2 0Ax Bxy Cy Dx Ey F ,用 0x x代
2x ,用 0y y代
2y ,用 0 0
2
x y xy 代 xy,用 0
2
x x 代 x,用 0
2
y y 代 y即得方程
0 0 0 0
0 0 0
2 2 2
x y xy x x y yAx x B Cy y D E F
,曲线的切线,切点弦,
中点弦,弦中点方程均是此方程得到.
109.证明直线与直线的平行的思考途径
(1)转化为判定共面二直线无交点;
(2)转化为二直线同与第三条直线平行;
(3)转化为线面平行;
(4)转化为线面垂直;
(5)转化为面面平行.
110.证明直线与平面的平行的思考途径
(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.
111.证明平面与平面平行的思考途径
(1)转化为判定二平面无公共点;
(2)转化为线面平行;
(3)转化为线面垂直.
112.证明直线与直线的垂直的思考途径
(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.
113.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垂直;
(2)转化为该直线与平面内相交二直线垂直;
(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.
114.证明平面与平面的垂直的思考途径
(1)转化为判断二面角是直二面角;
(2)转化为线面垂直.
115.空间向量的加法与数乘向量运算的运算律
(1)加法交换律:a+b=b+a.
(2)加法结合律:(a+b)+c=a+(b+c).
(3)数乘分配律:λ(a+b)=λa+λb.
116.平面向量加法的平行四边形法则向空间的推广
始点相同且不在同一个平面内的三个向量之和,等于以这三个向
量为棱的平行六面体的以公共始点为始点的对角线所表示的向
量.
117.共线向量定理
对空间任意两个向量 a、b(b≠0 ),a∥b存在实数λ使 a=λb.
P A B、 、 三点共线 ||AP AB AP t AB
(1 )OP t OA tOB
.
||AB CD AB
、CD
共线且 AB CD、 不共线 AB tCD
且 AB CD、 不共线.
118.共面向量定理
向量 p 与两个不共线的向量 a、b 共面的 存在实数对 ,x y ,使
p ax by .
推论 空间一点 P 位于平面 MAB 内的 存在有序实数对 ,x y ,使
MP xMA yMB
,
或对空间任一定点 O,有序实数对 ,x y,使OP OM xMA yMB
.
119. 对 空 间 任 一 点 O 和 不 共 线 的 三 点 A 、 B 、 C , 满 足
OP xOA yOB zOC
( x y z k ),则当 1k 时,对于空间任一点O,
总有 P、A、B、C 四点共面;当 1k 时,若O平面 ABC,则 P、A、
B、C 四点共面;若O平面 ABC,则 P、A、B、C 四点不共面.
C A B、 、 、D 四点共面 AD
与 AB
、 AC
共面 AD xAB yAC
(1 )OD x y OA xOB yOC
(O平面 ABC).
120.空间向量基本定理
如果三个向量 a、b、c 不共面,那么对空间任一向量 p,存在一个
唯一的有序实数组 x,y,z,使 p=xa+yb+zc.
推论 设 O、A、B、C 是不共面的四点,则对空间任一点 P,都存
在唯一的三个有序实数 x,y,z,使OP xOA yOB zOC
.
121.射影公式
已知向量 AB
=a 和轴 l,e 是 l上与 l同方向的单位向量.作 A 点在 l上
的射影 'A,作 B 点在 l上的射影 'B,则
' ' | | cosAB AB
〈a,e〉=a·e
122.向量的直角坐标运算
设 a= 1 2 3( , , )a a a ,b= 1 2 3( , , )b b b 则
(1)a+b= 1 1 2 2 3 3( , , )a b a b a b ;
(2)a-b= 1 1 2 2 3 3( , , )a b a b a b ;
(3)λa= 1 2 3( , , )a a a (λ∈R);
(4)a·b= 1 1 2 2 3 3a b a b a b ;
123.设 A 1 1 1( , , )x y z ,B 2 2 2( , , )x y z ,则
AB OB OA
= 2 1 2 1 2 1( , , )x x y y z z .
124.空间的线线平行或垂直
设 1 1 1( , , )a x y z
r
, 2 2 2( , , )b x y z
r
,则
a b
r r
P ( 0)a b b
r r r r
1 2
1 2
1 2
x x
y y
z z
;
a b
r r
0a b
r r
1 2 1 2 1 2 0x x y y z z .
125.夹角公式
设 a= 1 2 3( , , )a a a ,b= 1 2 3( , , )b b b ,则
cos〈a,b〉= 1 1 2 2 3 3
2 2 2 2 2 2
1 2 3 1 2 3
a b a b a b
a a a b b b
.
推论 2 2 2 2 2 2 2
1 1 2 2 3 3 1 2 3 1 2 3( ) ( )( )a b a b a b a a a b b b ,此即三维柯西不等式.
126. 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 2 2 2| ( ) ( ) |cos
2
AB CD BC DA
AC BD
.
127.异面直线所成角
cos | cos , |a b
r r
= 1 2 1 2 1 2
2 2 2 2 2 2
1 1 1 2 2 2
| || |
| | | |
x x y y z za b
a b x y z x y z
r r
r r
(其中(0 90 o o)为异面直线 a b, 所成角, ,a b
r r
分别表示异面直线
a b, 的方向向量)
128.直线 AB与平面所成角
sin
| || |
AB marc
AB m
(m
为平面的法向量).
129.若 ABC 所在平面若 与过若 AB 的平面 成的角 ,另两边
AC , BC与平面成的角分别是 1 、 2 , A B、 为 ABC 的两个内角,则
2 2 2 2 2
1 2sin sin (sin sin )sinA B .
特别地,当 90ACB 时,有
2 2 2
1 2sin sin sin .
130.若 ABC 所在平面若 与过若 AB 的平面 成的角 ,另两边
AC , BC与平面成的角分别是 1 、 2 , ' 'A B、 为 ABO 的两个内角,则
2 2 2 ' 2 ' 2
1 2tan tan (sin sin ) tanA B .
特别地,当 90AOB 时,有
2 2 2
1 2sin sin sin .
131.二面角 l 的平面角
cos
| || |
m narc
m n
或 cos
| || |
m narc
m n
(m
, n
为平面, 的法向量).
132.三余弦定理
设 AC 是α内的任一条直线,且 BC⊥AC,垂足为 C,又设 AO 与 AB
所成的角为 1 ,AB 与 AC 所成的角为 2 ,AO 与 AC 所成的角为.则
1 2cos cos cos .
133. 三射线定理
若夹在平面角为的二面角间的线段与二面角的两个半平面所成
的 角 是 1 , 2 , 与 二 面 角 的 棱 所 成 的 角 是 θ , 则 有
2 2 2 2
1 2 1 2sin sin sin sin 2sin sin cos ;
1 2 1 2| | 180 ( ) (当且仅当 90 时等号成立).
134.空间两点间的距离公式
若 A 1 1 1( , , )x y z ,B 2 2 2( , , )x y z ,则
,A Bd = | |AB AB AB
2 2 2
2 1 2 1 2 1( ) ( ) ( )x x y y z z .
135.点Q到直线 l距离
2 21 (| || |) ( )
| |
h a b a b
a
(点 P在直线 l上,直线 l的方向向量 a= PA
,向
量 b=PQ
).
136.异面直线间的距离
| |
| |
CD nd
n
( 1 2,l l 是两异面直线,其公垂向量为 n
,C D、 分别是 1 2,l l 上任
一点, d为 1 2,l l 间的距离).
137.点 B到平面的距离
| |
| |
AB nd
n
( n
为平面的法向量,AB是经过面的一条斜线,A ).
138.异面直线上两点距离公式
2 2 2 2 cosd h m n mn .
2 2 2 '2 cos ,d h m n mn EA AF
.
2 2 2 2 cosd h m n mn ( 'E AA F ).
(两条异面直线 a、b 所成的角为θ,其公垂线段 'AA的长度为 h.
在直线 a、b 上分别取两点 E、F, 'AE m , AF n , EF d ).
139.三个向量和的平方公式
2 2 22( ) 2 2 2a b c a b c a b b c c a
2 2 2
2 | | | | cos , 2 | | | | cos , 2 | | | | cos ,a b c a b a b b c b c c a c a
140. 长度为 l的线段在三条两两互相垂直的直线上的射影长分别
为 1 2 3l l l、 、 ,夹角分别为 1 2 3 、 、 ,则有
2 2 2 2
1 2 3l l l l 2 2 2
1 2 3cos cos cos 1 2 2 2
1 2 3sin sin sin 2 .
(立体几何中长方体对角线长的公式是其特例).
141. 面积射影定理
'
cos
SS
.
(平面多边形及其射影的面积分别是 S、 'S ,它们所在平面所成锐
二面角的为 ).
142. 斜棱柱的直截面
已知斜棱柱的侧棱长是 l ,侧面积和体积分别是 S
斜棱柱侧
和V
斜棱柱
,它的
直截面的周长和面积分别是 1c 和 1S ,则
① 1S c l
斜棱柱侧
.
② 1V S l
斜棱柱
.
143.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.
144.棱锥的平行截面的性质
如果棱锥被平行于底面的平面所截,那么所得的截面与底面相似,
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,对应边对应成比例的多边形是相似多边形,相似
多边形面积的比等于对应边的比的平方);相应小棱锥与小棱锥的
侧面积的比等于顶点到截面距离与棱锥高的平方比.
145.欧拉定理(欧拉公式)
2V F E (简单多面体的顶点数 V、棱数 E 和面数 F).
(1)E =各面多边形边数和的一半.特别地,若每个面的边数为 n的
多边形,则面数 F 与棱数 E 的关系: 1
2
E nF ;
(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:
1
2
E mV .
146.球的半径是 R,则
其体积 34
3
V R ,
其表面积 24S R .
147.球的组合体
(1)球与长方体的组合体:
长方体的外接球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 a的正四面体的内切球的半径为 6
12
a,外接球的半径为 6
4
a.
148.柱体、锥体的体积
1
3
V Sh柱体 ( S是柱体的底面积、 h是柱体的高).
1
3
V Sh锥体 ( S是锥体的底面积、 h是锥体的高).
149.分类计数原理(加法原理)
1 2 nN m m m .
150.分步计数原理(乘法原理)
1 2 nN m m m .
151.排列数公式
m
nA = )1()1( mnnn =
!
!
)( mn
n
.(n,m∈N
*
,且m n ).
注:规定 1!0 .
152.排列恒等式
(1) 1( 1)m m
n nA n m A ;
(2) 1
m m
n n
nA A
n m
;
(3) 1
1
m m
n nA nA
;
(4) 1
1
n n n
n n nnA A A
;
(5) 1
1
m m m
n n nA A mA
.
(6)1! 2 2! 3 3! ! ( 1)! 1n n n .
153.组合数公式
m
nC =
m
n
m
m
A
A
=
m
mnnn
21
)1()1( =
!!
!
)( mnm
n
(n∈N
*
,m N ,且m n ).
154.组合数的两个性质
(1) m
nC = mn
nC
;
(2) m
nC + 1m
nC = m
nC 1 .
注:规定 10 nC .
155.组合恒等式
(1) 11m m
n n
n mC C
m
;
(2) 1
m m
n n
nC C
n m
;
(3) 1
1
m m
n n
nC C
m
;
(4)
n
r
r
nC
0
= n2 ;
(5) 1
121
r
n
r
n
r
r
r
r
r
r CCCCC .
(6) nn
n
r
nnnn CCCCC 2210 .
(7) 1420531 2 n
nnnnnn CCCCCC .
(8) 1321 232 nn
nnnn nnCCCC .
(9) r
nm
r
n
r
mn
r
mn
r
m CCCCCCC
0110 .
(10) n
n
n
nnnn CCCCC 2
2222120 )()()()( .
156.排列数与组合数的关系
m m
n nA m C ! .
157.单条件排列
以下各条的大前提是从 n个元素中取m个元素的排列.
(1)“在位”与“不在位”
①某(特)元必在某位有 1
1
m
nA 种;②某(特)元不在某位有 1
1
m
n
m
n AA
(补集思想) 1
1
1
1
m
nn AA (着眼位置) 1
1
1
11
m
nm
m
n AAA (着眼元素)种.
(2)紧贴与插空(即相邻与不相邻)
①定位紧贴: )( nmkk 个元在固定位的排列有 km
kn
k
k AA
种.
②浮动紧贴:n个元素的全排列把 k 个元排在一起的排法有 k
k
kn
kn AA 1
1
种.注:此类问题常用捆绑法;
③插空:两组元素分别有 k、h 个( 1 hk ),把它们合在一起来作
全排列,k 个的一组互不能挨近的所有排列数有 k
h
h
h AA 1 种.
(3)两组元素各相同的插空
m个大球 n个小球排成一列,小球必分开,问有多少种排法?
当 1 mn 时,无解;当 1 mn 时,有 n
mn
n
n
m C
A
A
1
1
种排法.
(4)两组相同元素的排列:两组元素有 m 个和 n 个,各组元素分
别相同的排列数为 n
nmC .
158.分配问题
(1)(平均分组有归属问题)将相异的m、 n个物件等分给m个人,
各得 n件,其分配方法数共有 m
n
n
n
n
n
nmn
n
nmn
n
mn n
mnCCCCCN
)!(
)!(
22 .
(2)(平均分组无归属问题)将相异的m·n个物体等分为无记号或
无顺序的m堆,其分配方法数共有
m
n
n
n
n
n
nmn
n
nmn
n
mn
nm
mn
m
CCCCCN
)!(!
)!(
!
... 22
.
(3)(非平均分组有归属问题)将相异的 )1 2 mP(P=n +n + +n 个物体分给
m个人,物件必须被分完,分别得到 1n , 2n ,…, mn 件,且 1n , 2n ,…,
mn 这 m 个 数 彼 此 不 相 等 , 则 其 分 配 方 法 数 共 有
!!...!
!!!...
21
2
1
1
m
n
n
n
np
n
p nnn
mpmCCCN m
m
.
(4)(非完全平均分组有归属问题)将相异的 )1 2 mP(P=n +n + +n 个物体
分给m个人,物件必须被分完,分别得到 1n , 2n ,…, mn 件,且 1n ,
2n ,…, mn 这m个数中分别有 a、b、c、…个相等,则其分配方法
数有
!...!!
!...2
1
1
cba
mCCC
N
m
m
n
n
n
np
n
p
1 2
! !
! !... !( ! ! !...)m
p m
n n n a b c
.
(5)(非平均分组无归属问题)将相异的 )1 2 mP(P=n +n + +n 个物体分为
任意的 1n , 2n ,…, mn 件无记号的m堆,且 1n , 2n ,…, mn 这m个数
彼此不相等,则其分配方法数有
!!...!
!
21 mnnn
pN .
(6)(非完全平均分组无归属问题)将相异的 )1 2 mP(P=n +n + +n 个物体
分为任意的 1n , 2n ,…, mn 件无记号的m堆,且 1n , 2n ,…, mn 这m
个数中分别有 a 、 b 、 c 、…个相等,则其分配方法数有
!...)!!(!!...!
!
21 cbannn
pN
m
.
(7)(限定分组有归属问题)将相异的 p( 2 mp n n n 1+ + + )个物体分
给甲、乙、丙,……等m个人,物体必须被分完,如果指定甲得 1n
件,乙得 2n 件,丙得 3n 件,…时,则无论 1n , 2n ,…, mn 等m个数
是否全相异或不全相异其分配方法数恒有
!!...!
!...
21
2
1
1
m
n
n
n
np
n
p nnn
pCCCN m
m
.
159.“错位问题”及其推广
贝努利装错笺问题:信 n封信与 n个信封全部错位的组合数为
1 1 1 1( ) ![ ( 1) ]
2! 3! 4! !
nf n n
n
.
推广: n个元素与 n个位置,其中至少有m个元素错位的不同组合
总数为
1 2 3 4( , ) ! ( 1)! ( 2)! ( 3)! ( 4)!
( 1) ( )! ( 1) ( )!
m m m m
p p m m
m m
f n m n C n C n C n C n
C n p C n m
1 2 3 4
1 2 2 4![1 ( 1) ( 1) ]
p m
p mm m m m m m
p m
n n n n n n
C C C C C Cn
A A A A A A
.
160.不定方程 2 nx x x m1+ + + 的解的个数
(1)方程 2 nx x x m1+ + + ( ,n m N )的正整数解有
1
1
m
nC
个.
(2) 方程 2 nx x x m1+ + + ( ,n m N )的非负整数解有
1
1
n m
nC
个.
(3) 方程 2 nx x x m1+ + + ( ,n m N )满足条件 ix k ( k N , 2 1i n )
的非负整数解有
1
1
( 2)( 1)m
n
n kC
个.
(4) 方程 2 nx x x m1+ + + ( ,n m N )满足条件 ix k ( k N , 2 1i n )
的正整数解有
1 2 2 2 2 3 2 1 ( 2)
1 1 1 2 1 2 2 1( 1)
n m n m n k n m n k n m n k
n n n n n nC C C C C C C
个.
161.二项式定理
nn
n
rrnr
n
n
n
n
n
n
n
n bCbaCbaCbaCaCba 222110)( ;
二项展开式的通项公式
rrnr
nr baCT
1 )210( nr ,,, .
162.等可能性事件的概率
( ) mP A
n
.
163.互斥事件 A,B 分别发生的概率的和
P(A+B)=P(A)+P(B).
164. n个互斥事件分别发生的概率的和
P(A1+A2+…+An)=P(A1)+P(A2)+…+P(An).
165.独立事件 A,B 同时发生的概率
P(A·B)= P(A)·P(B).
166.n 个独立事件同时发生的概率
P(A1· A2·…· An)=P(A1)· P(A2)·…· P(An).
167.n 次独立重复试验中某事件恰好发生 k 次的概率
( ) (1 ) .k k n k
n nP k C P P
168.离散型随机变量的分布列的两个性质
(1) 0( 1,2, )iP i ;
(2) 1 2 1P P .
169.数学期望
1 1 2 2 n nE x P x P x P
170.数学期望的性质
(1) ( ) ( )E a b aE b .
(2)若~ ( , )B n p ,则 E np .
(3) 若服从几何分布,且 1( ) ( , ) kP k g k p q p ,则 1E
p
.
171.方差
2 2 2
1 1 2 2 n nD x E p x E p x E p
172.标准差
= D .
173.方差的性质
(1) 2D a b a D ;
(2)若~ ( , )B n p ,则 (1 )D np p .
(3) 若服从几何分布,且 1( ) ( , ) kP k g k p q p ,则 2
qD
p
.
174.方差与期望的关系
22D E E .
175.正态分布密度函数
2
2261 , ,
2 6
x
f x e x
,式中的实数μ, ( >0)是参数,分
别表示个体的平均数与标准差.
176.标准正态分布密度函数
2
21 , ,
2 6
x
f x e x
.
177.对于 2( , )N ,取值小于 x 的概率
xF x
.
12201 xxPxxPxxxP
2 1F x F x
2 1x x
.
178.回归直线方程
y a bx ,其中
1 1
2 2 2
1 1
n n
i i i i
i i
n n
i i
i i
x x y y x y nx y
b
x x x nx
a y bx
.
179.相关系数
1
2 2
1 1
( ) ( )
n
i i
i
n n
i i
i i
x x y y
r
x x y y
1
2 2 2 2
1 1
( )( )
n
i i
i
n n
i i
i i
x x y y
x nx y ny
.
|r|≤1,且|r|越接近于 1,相关程度越大;|r|越接近于 0,相关
程度越小.
180.特殊数列的极限
(1)
0 | | 1
lim 1 1
| | 1 1
n
n
q
q q
q q
不存在 或
.
(2)
1
1 0
1
1 0
0 ( )
lim ( )
( )
k k
k k t
t tn
t t k
k t
a n a n a a k t
b n b n b b
k t
不存在
.
(3)
1 1
1
lim
1 1
n
n
a q aS
q q
( S无穷等比数列 1
1
na q ( | | 1q )的和).
181. 函数的极限定理
0
lim ( )
x x
f x a
0 0
lim ( ) lim ( )
x x x x
f x f x a
.
182.函数的夹逼性定理
如果函数 f(x),g(x),h(x)在点 x0 的附近满足:
(1) ( ) ( ) ( )g x f x h x ;
(2)
0 0
lim ( ) , lim ( )
x x x x
g x a h x a
(常数),
则
0
lim ( )
x x
f x a
.
本定理对于单侧极限和 x 的情况仍然成立.
183.几个常用极限
(1) 1lim 0
n n
, lim 0n
n
a
( | | 1a );
(2)
0
0lim
x x
x x
,
0 0
1 1lim
x x x x
.
184.两个重要的极限
(1)
0
sinlim 1
x
x
x
;
(2) 1lim 1
x
x
e
x
(e=2.718281845…).
185.函数极限的四则运算法则
若
0
lim ( )
x x
f x a
,
0
lim ( )
x x
g x b
,则
(1)
0
lim
x x
f x g x a b
;
(2)
0
lim
x x
f x g x a b
;
(3)
0
lim 0
x x
f x a b
g x b
.
186.数列极限的四则运算法则
若 lim , limn nn n
a a b b
,则
(1) lim n nn
a b a b
;
(2) lim n nn
a b a b
;
(3) lim 0n
n
n
a a b
b b
(4) lim lim limn nn n n
c a c a c a
( c 是常数).
187. )(xf 在 0x 处的导数(或变化率或微商)
0
0 0
0 0 0
( ) ( )( ) lim limx x x x
f x x f xyf x y
x x
.
188.瞬时速度
0 0
( ) ( )( ) lim lim
t t
s s t t s ts t
t t
.
189.瞬时加速度
0 0
( ) ( )( ) lim lim
t t
v v t t v ta v t
t t
.
190. )(xf 在 ),( ba 的导数
( ) dy dff x y
dx dx
0 0
( ) ( )lim lim
x x
y f x x f x
x x
.
191. 函数 )(xfy 在点 0x 处的导数的几何意义
函数 )(xfy 在点 0x 处的导数是曲线 )(xfy 在 ))(,( 00 xfxP 处的切线的
斜率 )( 0xf ,相应的切线方程是 ))(( 000 xxxfyy .
192.几种常见函数的导数
(1) 0C (C 为常数).
(2) ' 1( ) ( )n
nx nx n Q .
(3) xx cos)(sin .
(4) xx sin)(cos .
(5)
x
x 1)(ln ; e
a
x
x
a log1)(log .
(6) xx ee )( ; aaa xx ln)( .
193.导数的运算法则
(1) ' ' '( )u v u v .
(2) ' ' '( )uv u v uv .
(3)
' '
'
2( ) ( 0)u u v uv v
v v
.
194.复合函数的求导法则
设函数 ( )u x 在点 x处有导数 ' ' ( )xu x ,函数 )(ufy 在点 x处的对应
点 U 处有导数 ' ' ( )uy f u ,则复合函数 ( ( ))y f x 在点 x处有导数,且
' ' '
x u xy y u ,或写作 ' ' '( ( )) ( ) ( )xf x f u x .
195.常用的近似计算公式(当 x 充小时)
(1) xx
2
111 ; x
n
xn 111 ;
(2) (1 ) 1 ( )x x R ; x
x
1
1
1 ;
(3) xex 1 ;
(4) xxln )1( ;
(5) xx sin ( x为弧度);
(6) xx tan ( x为弧度);
(7) xx arctan ( x为弧度)
196.判别 )( 0xf 是极大(小)值的方法
当函数 )(xf 在点 0x 处连续时,
(1)如果在 0x 附近的左侧 0)( xf ,右侧 0)( xf ,则 )( 0xf 是极大值;
(2)如果在 0x 附近的左侧 0)( xf ,右侧 0)( xf ,则 )( 0xf 是极小值.
197.复数的相等
,a bi c di a c b d .( , , ,a b c d R )
198.复数 z a bi 的模(或绝对值)
| |z = | |a bi = 2 2a b .
199.复数的四则运算法则
(1) ( ) ( ) ( ) ( )a bi c di a c b d i ;
(2) ( ) ( ) ( ) ( )a bi c di a c b d i ;
(3) ( )( ) ( ) ( )a bi c di ac bd bc ad i ;
(4) 2 2 2 2( ) ( ) ( 0)ac bd bc ada bi c di i c di
c d c d
.
200.复数的乘法的运算律
对于任何 1 2 3, ,z z z C ,有
交换律: 1 2 2 1z z z z .
结合律: 1 2 3 1 2 3( ) ( )z z z z z z .
分配律: 1 2 3 1 2 1 3( )z z z z z z z .
201.复平面上的两点间的距离公式
2 2
1 2 2 1 2 1| | ( ) ( )d z z x x y y ( 1 1 1z x y i , 2 2 2z x y i ).
202.向量的垂直
非零复数 1z a bi , 2z c di 对应的向量分别是 1OZ
, 2OZ
,则
1 2OZ OZ
1 2z z 的实部为零 2
1
z
z
为纯虚数 2 2 2
1 2 1 2| | | | | |z z z z
2 2 2
1 2 1 2| | | | | |z z z z 1 2 1 2| | | |z z z z 0ac bd 1 2z iz (λ为非零
实数).
203.实系数一元二次方程的解
实系数一元二次方程 2 0ax bx c ,
①若 2 4 0b ac ,则
2
1,2
4
2
b b acx
a
;
②若 2 4 0b ac ,则 1 2 2
bx x
a
;
③若 2 4 0b ac ,它在实数集 R内没有实数根;在复数集C内有且
仅有两个共轭复数根
2
2( 4 )
( 4 0)
2
b b ac i
x b ac
a
.
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