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高考数学 大一轮复习 高中数学常用公式及常用结论

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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

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).

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