高考必备——高中数学常用公式及常用结论
一、集合与简易逻辑 1.德摩根公式
?U (A ∩B )=(?U A )∪(?U B );?U (A ∪B )=(?U A )∩(?U B ). 2.包含关系
A ∩
B =A ?A ∪B =B ?A ?B ??U B ??U A ?A ∩?U B =???U A ∪B =R .
3.集合{a 1,a 2,…,a n }的子集个数共有2n
个;真子集有2n
-1个;非空子集有2n
-1个;非空真子集有2n
-2个. 4.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
5.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. 二、函数
1.二次函数的解析式的三种形式 (1)一般式f (x )=ax 2
+bx +c (a ≠0); (2)顶点式f (x )=a (x -h )2
+k (a ≠0); (3)零点式f (x )=a (x -x 1)(x -x 2)(a ≠0). 2.函数的单调性
(1)设x 1,x 2∈[a ,b ],x 1≠x 2,那么 (x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]>0?f x 1-f x 2
x 1-x 2>0?f (x )在[a ,b ]上是增函数;
(x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]<0?
f x 1-f x 2
x 1-x 2
<0?f (x )在[a ,b ]上是减函数.
(2)设函数y =f (x )在某个区间内可导,如果f ′(x )>0,则f (x )为增函数;如果f ′(x )<0,则f (x )为减函数. 3.函数的奇偶性
(1)若函数y =f (x )是偶函数,则f (x +a )=f (-x -a ); (2)若函数y =f (x +a )是偶函数,则f (x +a )=f (-x +a ). 4.函数的对称性
(1)函数y =f (x )的图象关于直线x =a 对称 ?f (a +x )=f (a -x )?f (2a -x )=f (x ); (2)对于函数y =f (x )(x ∈R ),f (x +a )=f (b -x )恒成立,则函数f (x )的对称轴是函数x =
a +b
2
;
(3)两个函数y =f (x +a )与y =f (b -x )的图象关于直线x =
a +b
2
对称;
(4)若f (x )=-f (-x +a ) ,则函数y =f (x )的图象关于点? ??
??a
2,0对称. 5.函数的周期性(约定a >0)
(1)f (x )=f (x +a ),则f (x )的周期T =a ; (2)f (x )=-f (x +a ),或f (x +a )=1
f x
(f (x )≠0),
或f (x +a )=-
1
f x
(f (x )≠0) ,
或12+f x -f 2
x =f (x +a ),(f (x )∈[0,1]),则f (x )的周期T =2a . 6.图象平移
若将函数y =f (x )的图象右移a 、上移b 个单位,得到函数y =f (x -a )+b 的图象;若将曲线f (x ,y )=0的图象右移 a 、上移b 个单位,得到曲线f (x -a ,y -b )=0的图象.
7.分数指数幂
(1)a m n
=n
a m (a >0,m ,n ∈N *
,且n >1).
(2)a -m n =1a m n
(a >0,m ,n ∈N *
,且n >1).
8.根式的性质 (1)(n
a )n
=a ;
(2)当n 为奇数时,n
a n
=a ; 当n 为偶数时,n
a
n
=|a |=?
??
??
a ,a ≥0,
-a ,a <0.
9.有理指数幂的运算性质 (1)a r
·a s
=a
r +s
(a >0,r ,s ∈Q ).
(2)(a r )s =a rs
(a >0,r ,s ∈Q ). (3)(ab )r
=a r b r
(a >0,b >0,r ∈Q ). 10.指数式与对数式的互化式 log a N =b ?a b
=N (a >0,a ≠1,N >0) 11.对数的换底公式
log a N =log m N
log m a
(a >0,且a ≠1,m >0,且m ≠1,N >0).
推论log a m
bn =n m
log a b (a >0,且a >1,m ,n >0,且m ≠1,n ≠1,N >0). 12.对数的四则运算法则
若a >0,a ≠1,M >0,N >0,则 (1)log a (MN )=log a M +log a N ; (2)log a M N
=log a M -log a N ; (3)log a M n
=n log a M (n ∈R ). 三、导数
1.函数y =f (x )在点x 0处的导数的几何意义
函数y =f (x )在点x 0处的导数是曲线y =f (x )在P (x 0,f (x 0))处的切线的斜率f ′(x 0),相应的切线方程是y -y 0=f ′(x 0)(x -x 0). 2.几种常见函数的导数 (1)C ′=0(C 为常数). (2)(x n
)′=nx
n -1
(n ∈Q ).
(3)(sin x )′=cos x . (4)(cos x )′=-sin x .
(5)(ln x )′=1x ;(log a x )′=1
x ln a .
(6)(e x
)′=e x
;(a x
)′=a x
ln a . 3.导数的运算法则 (1)(u ±v )′=u ′±v ′. (2)(uv )′=u ′v +uv ′. (3)? ??
??
u v ′=
u ′v -uv ′
v 2
(v ≠0). (文)4.判别f (x 0)是极大(小)值的方法 当函数f (x )在点x 0处连续时,
(1)如果在x 0附近的左侧f ′(x )>0,右侧f ′(x )<0,则f (x 0)是极大值; (2)如果在x 0附近的左侧f ′(x )<0,右侧f ′(x )>0,则f (x 0)是极小值. 四、三角函数、解三角形 1.同角三角函数的基本关系式 sin 2θ+cos 2
θ=1;tan θ=sin θcos θ.
2.正弦、余弦的诱导公式
sin ? ????n π2+α=?????
-1n
2
sin α,n 为偶数-1
n -1
2
cos α,n 为奇数
cos ? ????n π2+α=?
????
-1n
2
cos α,n 为偶数-1
n +1
2
sin α,n 为奇数
3.和角与差角公式
T α±β:sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β; C α±β:cos(α±β)=cos αcos β?sin αsin β; T α±β:tan(α±β)=tan α±tan β
1?tan αtan β.
4.辅助角公式
a sin α+
b cos α=a 2+b 2sin(α+φ)( 辅助角φ所在象限
?
??由点a ,b 的象限决定, tan φ=b
a .
5.二倍角公式
S 2α:sin 2α=2sin αcos α;
C 2α:cos 2α=cos 2
α-sin 2
α=2cos 2
α-1=1-2sin 2
α; T 2α:tan 2α=2tan α1-tan 2
α. 6.三角函数的周期公式
(1)函数y =sin(ωx +φ),x ∈R 及函数y =cos(ωx +φ),x ∈R (A ,ω,φ为常数,且A ≠0,ω>0)的周期T =2π
ω
;
(2)函数y =tan(ωx +φ),x ≠k π+π2,k ∈Z (A ,ω,φ为常数,且A ≠0,ω>0)的周期T =π
ω.
7.正弦定理 a sin A =
b sin B =
c
sin C
=2R .
8.余弦定理
(1)a 2
=b 2
+c 2
-2bc cos A ;b 2
=c 2
+a 2
-2ca cos B ;c 2
=a 2
+b 2
-2ab cos C .
(2)求角:cos A =b 2+c 2-a 22bc ;cos B =a 2+c 2-b 22ac ;cos C =b 2+a 2-c 2
2ab
.
9.三角形面积定理
(1) S =12ah a =12bh b =1
2ch c (h a 、h b 、h c 分别表示a 、b 、c 边上的高).
(2)S =12ab sin C =12bc sin A =1
2ca sin B .
10.三角形内角和定理
在△ABC 中,有A +B +C =π?C =π-(A +B )
?C 2=π2-A +B 2
?2C =2π-2(A +B ). 五、向量
1.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 .
2.向量的数量积的运算律 (1) a·b = b·a (交换律);
(2)( λa )·b = λ(a·b )=λa·b = a ·(λb ); (3)(a +b )·c = a ·c +b·c . 3.向量共线的坐标表示
设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),且b ≠0,则a∥b (b ≠0) ?x 1y 2-x 2y 1=0. 4.a 与b 的数量积(或内积)
a·b =|a||b|cos θ.
5.平面向量的坐标运算
(1)设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a +b =(x 1+x 2,y 1+y 2). (2)设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a -b =(x 1-x 2,y 1-y 2). (3)设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a·b =x 1x 2+y 1y 2. (4)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则AB →=OB →-OA →
=(x 2-x 1,y 2-y 1). (5)设a =(x ,y ) ,则 |a |=x 2
+y 2
. 6.两向量的夹角公式
设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),且b ≠0,则
cos θ=a·b |a||b|=x 1x 2+y 1y 2
x 21+y 21·x 22+y 2
2
. 7.向量的平行与垂直
a∥b ?b =λa ?x 1y 2-x 2y 1=0. a⊥b (a ≠0)?a·b =0?x 1x 2+y 1y 2=0.
8.两向量的夹角公式 cos θ=
x 1x 2+y 1y 2
x 21+y 21·x 22+y 2
2
(a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2)). 9.三角形四“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?OA →2=OB →2=OC →2
. (2)O 为△ABC 的重心?OA →+OB →+OC →
=0.
(3)O 为△ABC 的垂心?OA →·OB →=OB →·OC →=OC →·OA →
. (4)O 为△ABC 的内心?aOA →+bOB →+cOC →
=0. 六、数列
1.数列的通项公式与前n 项的和的关系
a n =?
??
??
S 1,n =1S n -S n -1,n ≥2 (数列{a n }的前n 项的和为S n =a 1+a 2+…+a n ).
2.等差数列的通项公式
a n =a 1+(n -1)d (n ∈N *);
其前n 项和公式为S n =n a 1+a n
2
=na 1+
n n -1
2
d
=d 2n 2+?
?
???a 1-12d n .
3.等比数列的通项公式
a n =a 1q n -1=a 1
q
·q n (n ∈N *);
其前n 项的和公式为S n =?????
a 11-q n
1-q ,q ≠1,
na 1, q =1
或S n =?????
a 1-a n q 1-q
,q ≠1,
na 1, q =1.
七、不等式 1.常用不等式
(1)a ,b ∈R ?a 2
+b 2
≥2ab (当且仅当a =b 时取“=”号). (2)a ,b ∈R +
?a +b
2
≥ab (当且仅当a =b 时取“=”号).
2.最值定理
已知xy 都是正数,则有
(1)若积xy 是定值p ,则当x =y 时和x +y 有最小值2p ; (2)若和x +y 是定值s ,则当x =y 时积xy 有最大值14s 2
.
八、立体几何
1.柱体、锥体、球体的侧面积、表面积、体积计算公式 圆柱侧面积=2πrl ,表面积= 2πrl +2πr 2
, 圆锥侧面积=πrl ,表面积=πrl +πr 2
,
V 柱体=1
3Sh (S 是柱体的底面积,h 是柱体的高). V 锥体=13
Sh (S 是锥体的底面积,h 是锥体的高).
球的半径是R ,则其体积V =43πR 3,其表面积S =4πR 2
.
2.证明直线与直线平行的方法
(1)三角形中位线;(2)平行四边形(一组对边平行且相等). 3.证明直线与平面平行的方法
(1)直线与平面平行的判定定理(证平面外一条直线与平面内的一条直线平行); (2)先证面面平行.
4.证明平面与平面平行的方法
平面与平面平行的判定定理(一个平面内的两条相交....直线分别与另一平面平行). 5.证明直线与直线垂直的方法 转化为证明直线与平面垂直.
6.证明直线与平面垂直的方法
(1)直线与平面垂直的判定定理(直线与平面内两条相交....
直线垂直). (2)平面与平面垂直的性质定理(两个平面垂直,一个平面内垂直交线的直线垂直另一个平面). 7.证明平面与平面垂直的方法
平面与平面垂直的判定定理(一个平面内有一条直线与另一个平面垂直). 九、解析几何 1.斜率公式
k =y 2-y 1x 2-x 1
(P 1(x 1,y 1)、P 2(x 2,y 2)且x 1≠x 2). 2.直线的五种方程
(1)点斜式y -y 1=k (x -x 1)(直线l 过点P 1(x 1,y 1),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
y -y 1y 2-y 1=x -x 1
x 2-x 1 (P 1(x 1,y )、P 2(x 2,y 2)且x 1≠x 2,y 1≠y 2). (4)截距式x a +y b
=1(a 、b 分别为直线的横、纵截距,a 、b ≠0). (5)一般式Ax +By +C =0 (其中A 、B 不同时为0). 3.两条直线的平行和垂直
(1)若l 1∶y =k 1x +b 1,l 2∶y =k 2x +b 2
①l 1∥l 2?k 1=k 2,b 1≠b 2;②l 1⊥l 2?k 1k 2=-1;
(2)若l 1∶A 1x +B 1y +C 1=0,l 2∶A 2x +B 2y +C 2=0,且A 1、A 2、B 1、B 2都不为零, ①l 1∥l 2?A 1A 2=B 1B 2≠C 1C 2
;②l 1⊥l 2?A 1A 2+B 1B 2=0. 4.点到直线的距离
d =
|Ax 0+By 0+C |
A 2+
B 2
(点P (x 0,y 0),直线l :Ax +By +C =0 ).
5. 圆的方程
(1)圆的标准方程(x -a )2
+(y -b )2
=r 2
.(圆心坐标为(a ,b ),半径为r ). (2)圆的一般方程x 2
+y 2
+Dx +Ey +F =0(D 2
+E 2
-4F >0).
(3)圆的直径式方程(x -x 1)(x -x 2)+(y -y 1)(y -y 2)=0 (圆的直径的端点是A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2). 6.点与圆的位置关系
点P (x 0,y 0)与圆(x -a )2
+(y -b )2
=r 2
的位置关系有三种:
d >r ?点P 在圆外; d =r ?点P 在圆上;d <r ?点P 在圆内,其中d =
a -x 0
2
+b -y 0
2
.
7.直线与圆的位置关系
直线Ax +By +C =0与圆(x -a )2
+(y -b )2
=r 2
的位置关系有三种:
d >r ?相离?Δ<0; d =r ?相切?Δ=0; d <r ?相交?Δ>0.
其中d =|Aa +Bb +C |
A 2+
B 2
.
8.两圆位置关系的判定方法
设两圆圆心分别为O 1,O 2,半径分别为r 1,r 2,|O 1O 2|=d , d >r 1+r 2?外离?4条公切线;
d =r 1+r 2?外切?3条公切线;
|r 1-r 2|<d <r 1+r 2?相交?2条公切线;
d =|r 1-r 2|?内切?1条公切线;
0<d <|r 1-r 2|?内含?无公切线. 9.圆的切线方程
(1)已知圆x 2
+y 2
+Dx +Ey +F =0.
①若已知切点(x 0,y 0)在圆上,则切线只有一条,其方程是
x 0x +y 0y =D x 0+x 2
+E y 0+y
2
+F =0.
当(x 0,y 0)在圆外时,x 0x +y 0y +
D x 0+x
2
+
E y 0+y
2
+F =0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y -y 0=k (x -x 0),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x 2
+y 2
=r 2
.
①过圆上的P 0(x 0,y 0)点的圆的切线方程为x 0x +y 0y =r 2
; ②斜率为k 的圆的切线方程为y =kx ±r 1+k 2
. 10.点与椭圆的位置关系
(1)点P (x 0,y 0)在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的内部?x 20a 2+y 20
b 2<1.
(2)点P (x 0,y 0)在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的外部?x 20a 2+y 20
b
2>1.
11.直线与圆锥曲线相交的弦长公式 |AB |=
x 1-x 2
2
+y 1-y 2
2
或|AB |=1+k
2
x 2-x 1
2
=|x 1-x 2|1+tan 2
α=|y 1-y 2|·
1+
1
tan 2
α
(弦端点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)由方程?
??
??
y =kx +b
F x ,y =0消去y 得到ax 2
+bx +c =0,Δ>0,α为直线AB 的倾斜角,k 为直线的斜率).
12.椭圆的切线方程
(1)椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)上一点P (x 0,y 0)处的切线方程是x 0x a 2+y 0y
b
2=1.
(2)过椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)外一点P (x 0,y 0)所引两条切线的切点弦方程是x 0x a 2+y 0y
b 2=1.
(3)椭圆x 2a 2+y 2b
2=1(a >b >0)与直线Ax +By +C =0相切的条件是A 2a 2+B 2b 2=c 2
.
13.点与双曲线的位置关系
(1)点P (x 0,y 0)在双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的内部?x 20a 2-y 20
b 2>1.
(2)点P (x 0,y 0)在双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的外部?x 20a 2-y 20
b
2<1.
14.双曲线的方程与渐近线方程的关系
(1)若双曲线方程为x 2a 2-y 2b 2=1?渐近线方程:x 2a 2-y 2b 2=0?y =±b
a
x .
(2)若双曲线与x 2a 2-y 2b 2=1有公共渐近线,可设为x 2a 2-y 2
b
2=λ(λ>0,焦点在x 轴上,λ<0焦点在y 轴上).
15.双曲线的切线方程
(1)双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)上一点P (x 0,y 0)处的切线方程是x 0x a 2-y 0y
b
2=1.
(2)过双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)外一点P (x 0,y 0)所引两条切线的切点弦方程是x 0x a 2-y 0y
b 2=1.
(3)双曲线x 2a 2-y 2b
2=1(a >0,b >0)与直线Ax +By +C =0相切的条件是A 2a 2-B 2b 2=c 2
.
16.抛物线y 2
=2px 的焦半径公式 抛物线y 2
=2px (p >0)焦半径|CF |=x 0+p
2.
过焦点弦长|CD |=x 1+p 2+x 2+p
2=x 1+x 2+p .
17.点与抛物线的位置关系
(1)点P (x 0,y 0)在抛物线y 2
=2px (p >0)的内部?y 2
0<2px 0(p >0). 点P (x 0,y 0)在抛物线y 2
=2px (p >0)的外部?y 2
0>2px 0(p >0). (2)点P (x 0,y 0)在抛物线y 2
=-2px (p >0)的内部?y 2
0<-2px 0(p >0). 点P (x 0,y 0)在抛物线y 2
=-2px (p >0)的外部?y 2
0>-2px 0(p >0). (3)点P (x 0,y 0)在抛物线x 2
=2py (p >0)的内部?x 2
0<2py 0(p >0). 点P (x 0,y 0)在抛物线x 2
=2py (p >0)的外部?x 2
0>2py 0(p >0). (4)点P (x 0,y 0)在抛物线x 2
=2py (p >0)的内部?x 2
0<2py 0(p >0). 点P (x 0,y 0)在抛物线x 2
=-2py (p >0)的外部?x 2
0>-2py 0(p >0). 18. 抛物线的切线方程
(1)抛物线y 2
=2px 上一点P (x 0,y 0)处的切线方程是y 0y =p (x +x 0).
(2)过抛物线y 2=2px 外一点P (x 0,y 0)所引两条切线的切点弦方程是y 0y =p (x +x 0). (3)抛物线y 2
=2px (p >0)与直线Ax +By +C =0相切的条件是pB 2
=2AC . (文)十、概率与统计
1.平均数、方差、标准差的计算 平均数:x =
x 1+x 2+…+x n
n
,
方差:s 2=1n
[(x 1-x )2+(x 2-x )2+…+(x n -x )2
],
标准差:s =
1n
[
x 1-x
2
+x 2-x
2
+…+x n -x
2
].
2.回归直线方程
y =a +bx ,其中
b =∑n
i =1 x i -x y i -y ∑n
i =1 x i -x 2
=
∑n
i =1x i y i -n x y
∑n
i =1x 2i -n x
2
.
3.独立性检验
K 2
=
n ac -bd 2
a +b
c +
d a +c
b +d
.
4.古典概型的计算
必须要用列举法、列表法、树状图的方法把所有基本事件表示出来,不重复、不遗漏,其中
P (A )=A 包含的有利事件数基本事件总数=m
n
.
5. 几何概型的概率计算公式
P (A )=
构成事件A 的区域长度或面积或体积
试验的全部结果构成的区域长度或面积或体积.
6.互斥事件A ,B 至少有一个发生的概率
P (A +B )=P (A )+P (B ).
(文)十一、复数 1.复数的相等
a +
b i =
c +
d i ?a =c ,b =d (a ,b ,c ,d ∈R ).
2.复数z =a +b i 的模(或绝对值) |z |=|a +b i|=a 2
+b 2
. 3.复数的四则运算法则
(1)(a +b i)+(c +d i)=(a +c )+(b +d )i ; (2)(a +b i)-(c +d i)=(a -c )+(b -d )i ; (3)(a +b i)(c +d i)=(ac -bd )+(bc +ad )i ; (4)(a +b i)÷(c +d i)=ac +bd c 2+d 2+bc -ad
c 2+
d 2
i(c +d i≠0).