高一数学必修1各章知识点总结
第一章集合与函数概念
一、集合有关概念
集合的含义
集合的中元素的三个特性:
元素的确定性如:世界上最高的山
元素的互异性如:由HAPPY的字母组成的集合{H,A,P,Y}
元素的无序性: 如:{a,b,c}和{a,c,b}是表示同一个集合
3.集合的表示:{ …} 如:{我校的篮球队员},{太平洋,大西洋,印度洋,北冰洋}
用拉丁字母表示集合:A={我校的篮球队员},B={1,2,3,4,5}
集合的表示方法:列举法与描述法。
注意:常用数集及其记法:
非负整数集(即自然数集)记作:N
正整数集N*或N+ 整数集Z 有理数集Q 实数集R
列举法:{a,b,c……}
描述法:将集合中的元素的公共属性描述出来,写在大括号内表示集合的方法。{x∈R| x-3>2} ,{x| x-3>2}
语言描述法:例:{不是直角三角形的三角形}
Venn图:
4、集合的分类:
有限集含有有限个元素的集合
无限集含有无限个元素的集合
空集不含任何元素的集合例:{x|x2=-5}
二、集合间的基本关系
1.“包含”关系—子集
A?有两种可能(1)A是B的一部分,;(2)A与B是同一集合。
注意:B
?/B或B?/A
反之: 集合A不包含于集合B,或集合B不包含集合A,记作A
2.“相等”关系:A=B (5≥5,且5≤5,则5=5)
实例:设A={x|x2-1=0} B={-1,1} “元素相同则两集合相等”
即:①任何一个集合是它本身的子集。A?A
②真子集:如果A?B,且A≠ B那就说集合A是集合B的真子集,记作A B(或B A)
③如果A?B, B?C ,那么A?C
④如果A?B 同时B?A 那么A=B
3. 不含任何元素的集合叫做空集,记为Φ
规定: 空集是任何集合的子集,空集是任何非空集合的真子集。
有n个元素的集合,含有2n个子集,2n-1个真子集
例题:
1.下列四组对象,能构成集合的是 ( )
A 某班所有高个子的学生
B 著名的艺术家
C 一切很大的书
D 倒数等于它自身的实数 2.集合{a ,b ,c }的真子集共有 个
3.若集合M={y|y=x2-2x+1,x ∈R},N={x|x ≥0},则M 与N 的关系是 .
4.设集合A=
}{12x x <<,B=}{x x a <,若A ?B ,则a 的取值范围是
5.50名学生做的物理、化学两种实验,已知物理实验做得正确得有40
人,化学实验做得正确得有31人,
两种实验都做错得有4人,则这两种实验都做对的有 人。 6. 用描述法表示图中阴影部分的点(含边界上的点)组成的集合M= .
7.已知集合A={x| x2+2x-8=0}, B={x| x2-5x+6=0}, C={x| x2-mx+m2-19=0}, 若B ∩C ≠Φ,A ∩C=Φ,求m 的值
二、函数的有关概念
1.函数的概念:设A、B是非空的数集,如果按照某个确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么就称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数.记作:y=f(x),x∈A.其中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x 的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)| x∈A }叫做函数的值域.
注意:
1.定义域:能使函数式有意义的实数x的集合称为函数的定义域。
求函数的定义域时列不等式组的主要依据是:
(1)分式的分母不等于零;
(2)偶次方根的被开方数不小于零;
(3)对数式的真数必须大于零;
(4)指数、对数式的底必须大于零且不等于1.
(5)如果函数是由一些基本函数通过四则运算结合而成的.那么,它的定义域是使各部分都有意义的x 的值组成的集合.
(6)指数为零底不可以等于零,
(7)实际问题中的函数的定义域还要保证实际问题有意义.
相同函数的判断方法:①表达式相同(与表示自变量和函数值的字母无关);②定义域一致(两点必须同时具备)
(见课本21页相关例2)
2.值域: 先考虑其定义域
(1)观察法
(2)配方法
(3)代换法
3. 函数图象知识归纳
(1)定义:在平面直角坐标系中,以函数y=f(x) , (x∈A)中的x为横坐标,函数值y为纵坐标的点P(x,y)的集合C,叫做函数y=f(x),(x ∈A)的图象.C上每一点的坐标(x,y)均满足函数关系y=f(x),反过来,以满足y=f(x)的每一组有序实数对x、y为坐标的点(x,y),均在C上.
(2) 画法
描点法:
图象变换法
常用变换方法有三种
平移变换
伸缩变换
对称变换
4.区间的概念
(1)区间的分类:开区间、闭区间、半开半闭区间
(2)无穷区间
(3)区间的数轴表示.
5.映射
一般地,设A、B是两个非空的集合,如果按某一个确定的对应法则f,使对于集合A中的任意一个元素x,在集合B中都有唯一确定的元素y与之对应,那么就称对应f:A→B为从集合A到集合B的一个映射。记作“f(对应关系):A(原象)→B(象)”
对于映射f:A→B来说,则应满足:
(1)集合A中的每一个元素,在集合B中都有象,并且象是唯一的;
(2)集合A中不同的元素,在集合B中对应的象可以是同一个;
(3)不要求集合B中的每一个元素在集合A中都有原象。
6.分段函数
(1)在定义域的不同部分上有不同的解析表达式的函数。
(2)各部分的自变量的取值情况.
(3)分段函数的定义域是各段定义域的交集,值域是各段值域的并集.
补充:复合函数
如果y=f(u)(u∈M),u=g(x)(x∈A),则y=f[g(x)]=F(x)(x∈A) 称为f、g的复合函数。
二.函数的性质
1.函数的单调性(局部性质)
(1)增函数
设函数y=f(x)的定义域为I,如果对于定义域I内的某个区间D内的任意两个自变量x1,x2,当x1 如果对于区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,当x1 注意:函数的单调性是函数的局部性质; (2)图象的特点 如果函数y=f(x)在某个区间是增函数或减函数,那么说函数y=f(x)在这一区间上具有(严格的)单调性,在单调区间上增函数的图象从左到右是上升的,减函数的图象从左到右是下降的. (3).函数单调区间与单调性的判定方法 (A) 定义法: ○1任取x1,x2∈D,且x1 ○2作差f(x1)-f(x2); ○3变形(通常是因式分解和配方); ○4定号(即判断差f(x1)-f(x2)的正负); ○5下结论(指出函数f(x)在给定的区间D上的单调性). (B)图象法(从图象上看升降) (C)复合函数的单调性 复合函数f[g(x)]的单调性与构成它的函数u=g(x),y=f(u)的单调性密切相关,其规律:“同增异减”注意:函数的单调区间只能是其定义域的子区间,不能把单调性相同的区间和在一起写成其并集. 8.函数的奇偶性(整体性质) (1)偶函数 一般地,对于函数f(x)的定义域内的任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么f(x)就叫做偶函数.(2).奇函数 一般地,对于函数f(x)的定义域内的任意一个x,都有f(-x)=—f(x),那么f(x)就叫做奇函数.(3)具有奇偶性的函数的图象的特征 偶函数的图象关于y轴对称;奇函数的图象关于原点对称. 利用定义判断函数奇偶性的步骤: ○1首先确定函数的定义域,并判断其是否关于原点对称; ○2确定f(-x)与f(x)的关系; ○3作出相应结论:若f(-x) = f(x) 或f(-x)-f(x) = 0,则f(x)是偶函数;若f(-x) =-f(x) 或f(-x)+f(x) = 0,则f(x)是奇函数. 注意:函数定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的必要条件.首先看函数的定义域是否关于原点对称,若不对称则函数是非奇非偶函数.若对称,(1)再根据定义判定; (2)由f(-x)±f(x)=0或f(x)/ f(-x)=±1来判定; (3)利用定理,或借助函数的图象判定 . 9、函数的解析表达式 (1).函数的解析式是函数的一种表示方法,要求两个变量之间的函数关系时,一是要求出它们之间的对应法则,二是要求出函数的定义域. (2)求函数的解析式的主要方法有: 凑配法 待定系数法 换元法 消参法 10.函数最大(小)值(定义见课本p36页) ○1 利用二次函数的性质(配方法)求函数的最大(小)值 ○2 利用图象求函数的最大(小)值 ○3 利用函数单调性的判断函数的最大(小)值: 如果函数y=f(x)在区间[a ,b]上单调递增,在区间[b ,c]上单调递减则函数y=f(x)在x=b 处有最大值f(b); 如果函数y=f(x)在区间[a ,b]上单调递减,在区间[b ,c]上单调递增则函数y=f(x)在x=b 处有最小值f(b); 例题: 1.求下列函数的定义域: ⑴ y = ⑵ 2 11( ) 1x y x -=-+ 2.设函数f x ()的定义域为[]01,,则函数f x ()2 的定义域为_ _ 3.若函数(1)f x +的定义域为[]-23,,则函数(21)f x -的定义域是 4.函数22(1)()(12) 2(2)x x f x x x x x +≤-?? =-<?≥? ,若()3f x =,则x = 5.求下列函数的值域: ⑴223y x x =+- ()x R ∈ ⑵2 23y x x =+- [1,2]x ∈ (3)y x =- (4)y 6.已知函数2 (1)4f x x x -=-,求函数()f x ,(21)f x +的解析式 7.已知函数()f x 满足2()()34f x f x x +-=+,则()f x = 。 8.设()f x 是R 上的奇函数,且当[0,)x ∈+∞时 ,()(1f x x =,则当(,0)x ∈-∞时()f x = ()f x 在R 上的解析式为 9.求下列函数的单调区间: ⑴ 223y x x =++ ⑵y ⑶ 2 61 y x x =-- 10.判断函数13 +-=x y 的单调性并证明你的结论. 11.设函数2 2 11)(x x x f -+=判断它的奇偶性并且求证:)()1(x f x f -=. 第二章 基本初等函数 一、指数函数 (一)指数与指数幂的运算 1.根式的概念:一般地,如果a x n =,那么x 叫做a 的n 次方根,其中n >1,且n ∈N *. 负数没有偶次方根;0的任何次方根都是0,记作00=n 。 当n 是奇数时,a a n n =,当n 是偶数时, ???<≥-==)0() 0(||a a a a a a n n 2.分数指数幂 正数的分数指数幂的意义,规定: )1,,,0(* >∈>=n N n m a a a n m n m , ) 1,,,0(1 1*>∈>= = - n N n m a a a a n m n m n m 0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义 3.实数指数幂的运算性质 (1)r a ·s r r a a += ),,0(R s r a ∈>; (2)rs s r a a =)( ),,0(R s r a ∈>; (3) s r r a a ab =)( ),,0(R s r a ∈>. (二)指数函数及其性质 1、指数函数的概念:一般地,函数 )1,0(≠>=a a a y x 且叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域为R . 注意:指数函数的底数的取值范围,底数不能是负数、零和1. 2 注意:利用函数的单调性,结合图象还可以看出: (1)在[a ,b]上, )1a 0a (a )x (f x ≠>=且值域是)]b (f ),a (f [或)]a (f ),b (f [; (2)若0x ≠,则1)x (f ≠;)x (f 取遍所有正数当且仅当R x ∈; (3)对于指数函数 )1a 0a (a )x (f x ≠>=且,总有a )1(f =; 二、对数函数 (一)对数 1.对数的概念:一般地,如果N a x =)1,0(≠>a a ,那么数x 叫做以a 为底N 的对数,记作: N x a log =(a — 底数,N — 真数, N a log — 对数式) 说明:○1 注意底数的限制0>a ,且1≠a ; ○2 x N N a a x =?=log ; ○3 注意对数的书写格式. 两个重要对数: ○1 常用对数:以10为底的对数N lg ; ○2 自然对数:以无理数 71828.2=e 为底的对数的对数N ln . 指数式与对数式的互化 幂值 真数 b a = N 指数 对数 (二)对数的运算性质 如果0>a ,且1≠a ,0>M ,0>N ,那么: N a log ○1 M a (log ·=)N M a log +N a log ; ○2 = N M a log M a log -N a log ; ○3 n a M log n =M a log )(R n ∈. 注意:换底公式 a b b c c a log log log = (0>a ,且1≠a ;0>c ,且1≠c ;0>b ). 利用换底公式推导下面的结论 (1)b m n b a n a m log log =;(2) a b b a log 1log =. (二)对数函数 1、对数函数的概念:函数0 (log >=a x y a ,且)1≠a 叫做对数函数,其中x 是自变量,函数的定 义域是(0,+∞). 注意:○1 对数函数的定义与指数函数类似,都是形式定义,注意辨别。如:x y 2log 2=,5log 5 x y = 都不是对数函数,而只能称其为对数型函数. ○2 对数函数对底数的限制:0(>a ,且)1≠a . 2 (三)幂函数 1、幂函数定义:一般地,形如 α x y =)(R a ∈的函数称为幂函数,其中α为常数. 2、幂函数性质归纳. (1)所有的幂函数在(0,+∞)都有定义并且图象都过点(1,1); (2)0>α时,幂函数的图象通过原点,并且在区间),0[+∞上是增函数.特别地,当1>α时,幂 函数的图象下凸;当10<<α时,幂函数的图象上凸; (3)0<α时,幂函数的图象在区间),0(+∞上是减函数.在第一象限内,当x 从右边趋向原点时,图象在y 轴右方无限地逼近y 轴正半轴,当x 趋于∞+时,图象在x 轴上方无限地逼近x 轴正半轴. 例题: 1. 已知a>0,a 0,函数y=ax 与y=loga(-x)的图象只能是 ( ) 2.计算: ① = 64 log 2 log 273 ;②3log 422+= ;2 log 227log 553 1 25 += ; ③2 134 3101.016])2[()87(064.075.030++-+----- = 3.函数y=log 2 1(2x2-3x+1)的递减区间为 4.若函数)10(log )(<<=a x x f a 在区间]2,[a a 上的最大值是最小值的3倍,则a= 5.已知 1()log (01)1a x f x a a x +=>≠-且,(1)求()f x 的定义域(2)求使()0f x >的x 的取值范围 第三章 函数的应用 一、方程的根与函数的零点 1、函数零点的概念:对于函数))((D x x f y ∈=,把使0)(=x f 成立的实数x 叫做函数 ))((D x x f y ∈=的零点。 2、函数零点的意义:函数)(x f y =的零点就是方程0)(=x f 实数根,亦即函数)(x f y =的图象与x 轴交点的横坐标。 即:方程0)(=x f 有实数根?函数)(x f y =的图象与x 轴有交点?函数)(x f y =有零点. 3、函数零点的求法: ○1 (代数法)求方程0)(=x f 的实数根; ○2 (几何法)对于不能用求根公式的方程,可以将它与函数)(x f y =的图象联系起来,并利用函数的性质找出零点. 4、二次函数的零点: 二次函数 )0(2 ≠++=a c bx ax y . (1)△>0,方程02 =++c bx ax 有两不等实根,二次函数的图象与x 轴有两个交点,二次函数有两个零点. (2)△=0,方程02 =++c bx ax 有两相等实根,二次函数的图象与x 轴有一个交点,二次函数有一个二重零点或二阶零点. (3)△<0,方程02=++c bx ax 无实根,二次函数的图象与x 轴无交点,二次函数无零点. 5.函数的模型 高中数学必修二复习 基本概念 公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上的所有的点都在这个平面内。 公理2:如果两个平面有一个公共点,那么它们有且只有一条通过这个点的公共直线。 公理3: 过不在同一条直线上的三个点,有且只有一个平面。 推论1: 经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面。 推论2:经过两条相交直线,有且只有一个平面。 推论3:经过两条平行直线,有且只有一个平面。 公理4 :平行于同一条直线的两条直线互相平行。 等角定理:如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相同,那么这两个角相等。 空间两直线的位置关系: 空间两条直线只有三种位置关系:平行、相交、异面 1、按是否共面可分为两类: (1)共面:平行、相交 (2)异面: 异面直线的定义:不同在任何一个平面内的两条直线或既不平行也不相交。 异面直线判定定理:用平面内一点与平面外一点的直线,与平面内不经过该点的直线是异面直线。两异面直线所成的角:范围为( 0°,90° ) esp.空间向量法 两异面直线间距离: 公垂线段(有且只有一条) esp.空间向量法 2、若从有无公共点的角度看可分为两类: (1)有且仅有一个公共点——相交直线;(2)没有公共点——平行或异面 直线和平面的位置关系: 直线和平面只有三种位置关系:在平面内、与平面相交、与平面平行 ①直线在平面内——有无数个公共点 ②直线和平面相交——有且只有一个公共点 直线与平面所成的角:平面的一条斜线和它在这个平面内的射影所成的锐角。 esp.空间向量法(找平面的法向量) 规定:a、直线与平面垂直时,所成的角为直角,b、直线与平面平行或在平面内,所成的角为0°角 由此得直线和平面所成角的取值范围为[0°,90°] 最小角定理: 斜线与平面所成的角是斜线与该平面内任一条直线所成角中的最小角 三垂线定理及逆定理: 如果平面内的一条直线,与这个平面的一条斜线的射影垂直,那么它也与这条斜线垂直 esp.直线和平面垂直 直线和平面垂直的定义:如果一条直线a和一个平面内的任意一条直线都垂直,我们就说直线a 和平面互相垂直.直线a叫做平面的垂线,平面叫做直线a的垂面。 直线与平面垂直的判定定理:如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直,那么这条直线垂直于这个平面。 直线与平面垂直的性质定理:如果两条直线同垂直于一个平面,那么这两条直线平行。 ③直线和平面平行——没有公共点 直线和平面平行的定义:如果一条直线和一个平面没有公共点,那么我们就说这条直线和这个平面平行。 直线和平面平行的判定定理:如果平面外一条直线和这个平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行。 直线和平面平行的性质定理:如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行。 两个平面的位置关系: (1)两个平面互相平行的定义:空间两平面没有公共点 (2)两个平面的位置关系: 两个平面平行-----没有公共点;两个平面相交-----有一条公共直线。 a、平行 两个平面平行的判定定理:如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行。 两个平面平行的性质定理:如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么交线平行。 b、相交 二面角 (1)半平面:平面内的一条直线把这个平面分成两个部分,其中每一个部分叫做半平面。 (2)二面角:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角。二面角的取值范围为[0°,180°] (3)二面角的棱:这一条直线叫做二面角的棱。 (4)二面角的面:这两个半平面叫做二面角的面。 (5)二面角的平面角:以二面角的棱上任意一点为端点,在两个面内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线所成的角叫做二面角的平面角。 (6)直二面角:平面角是直角的二面角叫做直二面角。 esp. 两平面垂直 两平面垂直的定义:两平面相交,如果所成的角是直二面角,就说这两个平面互相垂直。记为⊥两平面垂直的判定定理:如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直 两个平面垂直的性质定理:如果两个平面互相垂直,那么在一个平面内垂直于交线的直线垂直于另一个平面。 Attention: 二面角求法:直接法(作出平面角)、三垂线定理及逆定理、面积射影定理、空间向量之法向量法(注意求出的角与所需要求的角之间的等补关系) 多面体 棱柱 棱柱的定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且每两个四边形的公共边都互相平行,这些面围成的几何体叫做棱柱。 棱柱的性质 (1)侧棱都相等,侧面是平行四边形 (2)两个底面与平行于底面的截面是全等的多边形 (3)过不相邻的两条侧棱的截面(对角面)是平行四边形 棱锥 棱锥的定义:有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,这些面围成的几何体叫做棱锥 棱锥的性质: (1)侧棱交于一点。侧面都是三角形 (2)平行于底面的截面与底面是相似的多边形。且其面积比等于截得的棱锥的高与远棱锥高的比的平方 正棱锥 正棱锥的定义:如果一个棱锥底面是正多边形,并且顶点在底面内的射影是底面的中心,这样的棱锥叫做正棱锥。 正棱锥的性质: (1)各侧棱交于一点且相等,各侧面都是全等的等腰三角形。各等腰三角形底边上的高相等,它叫做正棱锥的斜高。 (3) 多个特殊的直角三角形 esp : a 、相邻两侧棱互相垂直的正三棱锥,由三垂线定理可得顶点在底面的射影为底面三角形的垂心。 b 、四面体中有三对异面直线,若有两对互相垂直,则可得第三对也互相垂直。且顶点在底面的射影为底面三角形的垂心。 直线与方程 (1)直线的倾斜角 定义:x 轴正向与直线向上方向之间所成的角叫直线的倾斜角。特别地,当直线与x 轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为0度。因此,倾斜角的取值范围是0°≤α<180° (2)直线的斜率 ①定义:倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率。直线的斜率常用k 表示。 当[) 90,0∈α时,0≥k ; 当() 180,90∈α时,0 当 90=α时,k 不存在。 ②过两点的直线的斜率公式:)(211 21 2x x x x y y k ≠--= 注意下面四点: (1)当21x x =时,公式右边无意义,直线的斜率不存在,倾斜角为90°; (2)k 与P 1、P 2的顺序无关; (3)以后求斜率可不通过倾斜角而由直线上两点的坐标直接求得; (4)求直线的倾斜角可由直线上两点的坐标先求斜率得到。 (3)直线方程 ①点斜式:)(11x x k y y -=-直线斜率k ,且过点()11,y x 注意:当直线的斜率为0°时,k=0,直线的方程是y =y 1。 当直线的斜率为90°时,直线的斜率不存在,它的方程不能用点斜式表示.但因 l 上每一点的横坐标都等于x 1,所以它的方程是x =x 1。 ②斜截式:b kx y +=,直线斜率为k ,直线在y 轴上的截距为b ③两点式:11 2121 y y x x y y x x --=--(1212,x x y y ≠≠)直线两点()11,y x ,()22,y x ④截矩式: 1x y a b += 其中直线l 与x 轴交于点(,0)a ,与y 轴交于点(0,)b ,即l 与x 轴、y 轴的截距分别为,a b 。 ⑤一般式:0=++C By Ax (A ,B 不全为0) 注意:○ 1各式的适用范围 ○2特殊的方程如:平行于x 轴的直线:b y =(b 为常数); 平行于y 轴的直线:a x =(a 为常数); (4)直线系方程:即具有某一共同性质的直线 (一)平行直线系 平行于已知直线0000=++C y B x A (00,B A 是不全为0的常数)的直线系: 000=++C y B x A (C 为常数) (二)垂直直线系 垂直于已知直线0000=++C y B x A (00,B A 是不全为0的常数)的直线系:000=+-C y A x B (C 为常数) (三)过定点的直线系 ① 斜率为k 的直线系:()00x x k y y -=-,直线过定点()00,y x ; ② 过两条直线0: 1111=++C y B x A l ,0:2222=++C y B x A l 的交点的直线系方程为 ()()0222111=+++++C y B x A C y B x A λ(λ为参数),其中直线2l 不在直线系中。 (5)两直线平行与垂直 当111:b x k y l +=,222:b x k y l +=时, 212121,//b b k k l l ≠=?;12121-=?⊥k k l l 注意:利用斜率判断直线的平行与垂直时,要注意斜率的存在与否。 (6)两条直线的交点 0:1111=++C y B x A l 0:2222=++C y B x A l 相交 交点坐标即方程组?? ?=++=++0 222111C y B x A C y B x A 的一组解。 方程组无解21//l l ? ; 方程组有无数解?1l 与2l 重合 (7)两点间距离公式:设1122(,),A x y B x y ,() 是平面直角坐标系中的两个点, 则||AB (8)点到直线距离公式:一点()00,y x P 到直线0:1=++C By Ax l 的距离2 200B A C By Ax d +++= (9)两平行直线距离公式 在任一直线上任取一点,再转化为点到直线的距离进行求解。 圆的方程 (1)标准方程()()2 2 2 r b y a x =-+-,圆心 ()b a ,,半径为r ; (2)一般方程02 2=++++F Ey Dx y x 当042 2 >-+F E D 时,方程表示圆,此时圆心为? ? ? ? ?--2,2 E D ,半径为 F E D r 42 122-+= 当0422=-+F E D 时,表示一个点; 当042 2<-+F E D 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0:=++C By Ax l ,圆()()222:r b y a x C =-+-,圆心()b a C ,到l 的距离为 2 2B A C Bb Aa d +++= ,则有相离与C l r d ?>;相切与C l r d ?=;相交与C l r d ?< (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=r 2,圆上一点为(x 0,y 0),则过此点的切线方程为(x 0-a)(x-a)+(y 0-b)(y-b)= r 2 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()()221211:r b y a x C =-+-,()()22 2222:R b y a x C =-+- 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r R d +>时两圆外离,此时有公切线四条; 当r R d +=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r R d r R +<<-时两圆相交,连心线垂直平分公共弦,有两条外公切线; 当r R d -=时,两圆内切,连心线经过切点,只有一条公切线; 当r R d -<时,两圆内含; 当0=d 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 高一数学必修3公式总结以及例题 §1 算法初步 ◆ 秦九韶算法:通过一次式的反复计算逐步得出高次多项式的值,对于一个n 次多 项式,只要作n 次乘法和n 次加法即可。表达式如下: ()()()()1221111......a x a x x a x a x a a x a x a n n n n n n n +++++=+++---- 例题:秦九韶算法计算多项式 , 187654323456++++++x x x x x x , 0.4 x 时当= ?运算需要做几次加法和乘法 答案: 6 , 6 ()()()()()1876543x :++++++x x x x x 即 理解算法的含义:一般而言,对于一类问题的机械的、统一的求解方法称为算法,其意义 具有广泛的含义,如:广播操图解是广播操的算法,歌谱是一首歌的算法,空调说明书是空调使用 的算法… (algorithm ) 1. 描述算法有三种方式:自然语言,流程图,程序设计语言(本书指伪代码). 2. 算法的特征: ①有限性:算法执行的步骤总是有限的,不能无休止的进行下去 ②确定性:算法的每一步操作内容和顺序必须含义确切,而且必须有输出,输出可以是一 个或多个。没有输出的算法是无意义的。 ③可行性:算法的每一步都必须是可执行的,即每一步都可以通过手工或者机器在一定时 间内可以完成,在时间上有一个合理的限度 3. 算法含有两大要素:①操作:算术运算,逻辑运算,函数运算,关系运算等②控制结构: 顺序结构,选择结构,循环结构 ? 流程图:(flow chart ): 是用一些规定的图形、连线及简单的文字说明表示算法及程序结 构的一种图形程序,它直观、清晰、易懂,便于检查及修改。 注意:1. 画流程图的时候一定要清晰,用铅笔和直尺画,要养成有开始和结束的好习惯 2. 拿不准的时候可以先根据结构特点画出大致的流程,反过来再检查,比如:遇到判断框时,往往临界的范围或者条件不好确定,就先给出一个临界条件,画好大致流程,然后检查这个条件是否正确,再考虑是否取等号的问题,这时候也就可以有几种书写方法了。 3. 在输出结果时,如果有多个输出,一定要用流程线把所有的输出总结到一起,一起终结到结束框。 直到型循环 Ⅰ.顺序结构(sequence structure ):是一种最简单最基本的结构它不存在条件判断、控制转 移和重复执行的操作,一个顺序结构的各部分是按照语句出现的先后顺序执行的。 Ⅱ.选择结构(selection structure ):或者称为分支结构。其中的判断框,书写时主要是注意 临界条件的确定。它有一个入口,两个出口,执行时只能执行一个语句,不能同时执行,其 中的A,B 两语句可以有一个为空,既不执行任何操作,只是表明在某条件成立时,执行某语句,至于不成立时,不执行该语句,也不执行其它语句。 Ⅲ.循环结构(cycle structure ):它用来解决现实生活中的重复操作问题,分直到型(until )和 当型(while)两种结构(见上图)。当事先不知道是否至少执行一次循环体时(即不知道循环次数时)用当型循环。 ? 基本算法语句:本书中指的是伪代码(pseudo code ),且是使用 BASIC 语言编 写的,是介于自然语言和机器语言之间的文字和符号,是表达算法的简单而实用的好方法。伪代码没有统一的格式,只要书写清楚,易于理解即可,但也要注意符号要相对统一,避免引起混淆。如:赋值语句中可以用y x = ,也可以用 y x ← ; 表示两变量相乘时可以用“*”,也可以用“?” Ⅰ. 赋值语句(assignment statement ):用 ← 表示, 如:y x ← ,表示将y 的值赋给x , 其中x 是一个变量,y 是一个与x 同类型的变量或者表达式. 一般格式:“表达式变量←” ,有时在伪代码的书写时也可以用 “y x =”,但此 时的 “ = ”不是数学运算中的等号,而应理解为一个赋值号。 注: 1. 赋值号左边只能是变量,不能是常数或者表达式,右边可以是常数或者表达式。“ = ”具有计算功能。如: 3 = a ,b + 6 = a ,都是错误的,而a = 3*5 – 1 , a = 2a + 3 都是正确的。2.一个赋值语句一次只能给一个变量赋值。 如:a = b = c = 2 , a , b , c =2 都是错误的,而 a = 3 是正确的. 例题: 将x 和y 的值交换 p y y x x p ←←← , 同样的如果交换三个变量x,y,z 的值 : p z z y y x x p ←←←← Ⅱ. 输入语句(input statement ): Read a ,b 表示输入的数一次送给 a ,b 输出语句(out statement ) :Print x ,y 表示一次输出 运算结果x ,y 注:1.支持多个输入和输出,但是中间要用逗号隔开!2. Read 语句输入的只能是变量而不是表达式 3. Print 语句不能起赋值语句,意旨不能在Print 语句中用 “ = ”4. Print 语句可以输出常量和表达式的值.5.有多个语句在一行书写时用 “ ; ”隔开. 例题:当x 等于5时,Print “x = ”; x 在屏幕上输出的结果是 x = 5 Ⅲ.条件语句(conditional statement ): 1. 行If 语句: If A Then B 注:没有 End If 2. 块If 语句: 注:①不要忘记结束语句End If ,当有If 语句嵌套使用时,有 几个If ,就必须要有几个End If ②. Else If 是对上一个条件的否定,即已经不属于上面的条件,另外Else If 后面也要有End If ③ 注意每个条件的临界性,即某个值是属于上一个条件里,还是属于下一个条件。④ 为了使得书写清晰易懂,应缩进书写。格式如下: 例题: 用条件语句写出求三个数种最大数的一个算法. 或者 注:1. 同样的你可以写出求三个数中最小的数。 2. 也可以类似的求出四个数中最小、大的数 Ⅳ.循环语句( cycle statement ): ◆ 当事先知道循环次数时用 For 循环 ,即使是 N 次也是已知次数的循环 当循环次数不确定时用While 循环 ? Do 循环有两种表达形式,与循环结构的两种循环相对应. While 循环是前测试型的,即满足什么条件才进入循环,其实质是当型循环,一般在解决有关问题时,可以写成While 循环,较为简单,因为它的条件相对好判断. 2. 凡是能用While 循环书写的循环都能用For 循环书写 3. While 循环和Do 循环可以相互转化 4. Do 循 环的两种形式也可以相互转化,转化时条件要相应变化 5. 注意临界条件的判定. 例题: . 99...531 的一个算法设计计算 ????(见课本21P ) S int Pr End I S S 2 Step 99 To 3 From I 1 For For S ?←← S int Pr hile End I S S 2I I 97 I hile 1 1 W W I S ?←+←≤←← S int Pr hile End 2I I I S S 99 I hile 1 1W W I S +←?←≤←← ◆ ? S int Pr ) 99 I ( 001 I 2 I I I S S o 11>≥+←?←←←或者Until Loop D I S S int Pr 99 I I S S 2 I I o 11 ≥?←+←←←Until Loop D I S ? ? S int Pr 2I I I S S ) 100 I ( 99 I While o 1 1Loop D I S +←?←<≤←←或者 S int Pr I S S 2 I I ) 99 I ( 97 I While o 1 1Loop D I S ?←+←<≤←←或者 颜老师友情提醒:1. 一定要看清题意,看题目让你干什么,有的只要写出算法,有的只要求写出 伪代码,而有的题目则是既写出算法画出流程还要写出伪代码。 2. 在具体做题时,可能好多的同学感觉先画流程图较为简单,但也有的算法伪代码比较好写,你也可以在草稿纸上按照你自己的思路先做出来,然后根据题目要求作答。一般是先写算法,后画流程图,最后写伪代码。 3. 书写程序时一定要规范化,使用统一的符号,最好与教材一致,由于是新教材的原因,再加上各种版本,可能同学会看到各种参考书上的书写格式不一样,而且有时还会碰到我们没有见过的语言,希望大家能以课本为依据,不要被铺天盖地的资料所淹没! Ex: 1. N n n N >++++1 ...31211 , , 使得一定存在自然数对于任意给定的 2. .1001 ...4131211的一个算法用循环语句写出求--+- 3. .,,100 1 ...31211写出伪代码并画出流程图的一个算法设计一个计算++++ 答案:1 Whlie n 1S S 1n n N S While 0 n 0 S N Re End ad +←+←≤←← 2. () S Print For 1-a a I a S S 100 to 1 From I 1 End For a S *=+=== 3.S 1I I I 1S S 100 I 1I 0S : 3321否则输出转则如果算法S S S S +←+←≤←← 流程图: 伪代码: S Print or F End I 1 S S 100 to 1 From I 0 + ←←For S 或者 S Print While End 1I I I 1 S S 100 I 1 0+←+←≤←←While I S 3分钟内(含3分钟)0.2元,超过3分钟的部分每分钟0.1元(不足1分钟按1分钟计),输入一个证书作为通话时长,用条件语句描述通话话费。 8. 某电视机厂2002年全年生产电视机60万台,计划从2003年开始每年的产量比上一年增长15%,设计一个算法,计算从哪一年开始,该厂的电视机产量超过300万台,只写出伪代码. 9. (斐波那契数列) 假定一对大兔子没一个月可以生一对小兔子,而小兔子出生后两个月就有生育能力,问从一对小兔子开始,一年后能繁殖多少兔子?这就是著名的斐波那契数列问题,其规律是从第三个月开始,每个月的兔子数量都是前两个月的兔子数量的和。用循环语句描述这一算法。 10. 一个三位数的十位和个位上的数字交换,得到一个新的三位数,新旧两个三位时都能被4整除, 设计一个算法求满足条件的三位数的个数,并写出伪代码. 11.若y , x 是两个互质的数,则一定存在整数 v , u ,使得设计设 35y , 33 x , 1vy x ===+u ., v , 并用伪代码表示条件的一个算法求出一组满足u 答案:1. 15 2. 求m , n 的最大公约数 3. ! 1 ...!31!211n e ++++ = 4. n 的所有约数 5 . 计算1——100能被7整除的数的个数 6. a= 2 b= 3 c= 2 7. 解: 8. 解: