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1、高中數(shù)學(xué)必修2
第一章 立體幾何初步
特殊幾何體表面積公式(c為底面周長,h為高,為斜高,l為母線)
柱體、錐體、臺體的體積公式
(4)球體的表面積和體積公式:V= ; S=
第二章 直線與平面的位置關(guān)系
2.1空間點(diǎn)、直線、平面之間的位置關(guān)系
1 平面含義:平面是無限延展的
2 三個(gè)公理:
(1)公理1:如果一條直線上的兩點(diǎn)在一個(gè)平面內(nèi),那么這條直線在此平面內(nèi).
符號表示為
L
A
·
2、
α
A∈L
B∈L => L α
A∈α
B∈α
公理1作用:判斷直線是否在平面內(nèi).
C
·
B
·
A
·
α
(2)公理2:過不在一條直線上的三點(diǎn),有且只有一個(gè)平面。
符號表示為:A、B、C三點(diǎn)不共線 => 有且只有一個(gè)平面α,
使A∈α、B∈α、C∈α。
公理2作用:確定一個(gè)平面的依據(jù)。
P
·
α
L
β
(3)公理3:如果兩個(gè)不重合的平面有一個(gè)公共點(diǎn),那么它們有且只有一條過該點(diǎn)的公共直線。
符號表示為:P∈α∩β =>α∩β=L,且P∈L
公理3作用:判定兩個(gè)平面是否相交的依據(jù).
空間中直線與直線之間的位置關(guān)系
3、
1 空間的兩條直線有如下三種關(guān)系:
共面直線
相交直線:同一平面內(nèi),有且只有一個(gè)公共點(diǎn);
平行直線:同一平面內(nèi),沒有公共點(diǎn);
異面直線: 不同在任何一個(gè)平面內(nèi),沒有公共點(diǎn)。
2 公理4:平行于同一條直線的兩條直線互相平行。
符號表示為:設(shè)a、b、c是三條直線
=>a∥c
a∥b
c∥b
強(qiáng)調(diào):公理4實(shí)質(zhì)上是說平行具有傳遞性,在平面、空間這個(gè)性質(zhì)都適用。
公理4作用:判斷空間兩條直線平行的依據(jù)。
3 等角定理:空間中如果兩個(gè)角的兩邊分別對應(yīng)平行,那么這兩個(gè)角相等或互補(bǔ).
4 注意點(diǎn):
① a'與b'所成的角的大小只由a、b的相互位置來確定,
4、與O的選擇無關(guān),為了簡便,點(diǎn)O一般取在兩直線中的一條上;
② 兩條異面直線所成的角θ∈(0, );
③ 當(dāng)兩條異面直線所成的角是直角時(shí),我們就說這兩條異面直線互相垂直,記作a⊥b;
④ 兩條直線互相垂直,有共面垂直與異面垂直兩種情形;
⑤ 計(jì)算中,通常把兩條異面直線所成的角轉(zhuǎn)化為兩條相交直線所成的角。
— 2.1.4 空間中直線與平面、平面與平面之間的位置關(guān)系
1、直線與平面有三種位置關(guān)系:
(1)直線在平面內(nèi) —— 有無數(shù)個(gè)公共點(diǎn)
(2)直線與平面相交 —— 有且只有一個(gè)公共點(diǎn)
(3)直線在平面平行 —— 沒有公共點(diǎn)
指出:直線與平面相交或平行的情況統(tǒng)稱為直線在平
5、面外,可用a α來表示
a α a∩α=A a∥α
2.2.直線、平面平行的判定及其性質(zhì)
直線與平面平行的判定
1、直線與平面平行的判定定理:平面外一條直線與此平面內(nèi)的一條直線平行,則該直線與此平面平行。
簡記為:線線平行,則線面平行。
符號表示:
a α
b β => a∥α
a∥b
平面與平面平行的判定
1、兩個(gè)平面平行的判定定理:一個(gè)平面內(nèi)的兩條交直線與另一個(gè)平面平行,則這兩個(gè)平面平行。
符號表示:
a β
b β
a∩b = P β∥α
a∥α
b∥α
6、
2、判斷兩平面平行的方法有三種:
(1)用定義;
(2)判定定理;
(3)垂直于同一條直線的兩個(gè)平面平行。
— 2.2.4直線與平面、平面與平面平行的性質(zhì)
1、直線與平面平行的性質(zhì)定理:一條直線與一個(gè)平面平行,則過這條直線的任一平面與此平面的交線與該直線平行。
簡記為:線面平行則線線平行。
符號表示:
a ∥α
a β a∥b
α∩β= b
作用:利用該定理可解決直線間的平行問題。
2、兩個(gè)平面平行的性質(zhì)定理:如果兩個(gè)平行的平面同時(shí)與第三個(gè)平面相交,那么它們的交線平行。
符號表示:
α∥β
α∩γ= a a∥b
7、
β∩γ= b
作用:可以由平面與平面平行得出直線與直線平行
2.3直線、平面垂直的判定及其性質(zhì)
直線與平面垂直的判定
1、定義:如果直線L與平面α內(nèi)的任意一條直線都垂直,我們就說直線L與平面α互相垂直,記作L⊥α,直線L叫做平面α的垂線,平面α叫做直線L的垂面。如圖,直線與平面垂直時(shí),它們唯一公共點(diǎn)P叫做垂足。
P
a
8、 L
2、直線與平面垂直的判定定理:一條直線與一個(gè)平面內(nèi)的兩條相交直線都垂直,則該直線與此平面垂直。
注意點(diǎn): a)定理中的“兩條相交直線”這一條件不可忽視;
b)定理體現(xiàn)了“直線與平面垂直”與“直線與直線垂直”互相轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想。
平面與平面垂直的判定
1、二面角的概念:表示從空間一直線出發(fā)的兩個(gè)半平面所組成的圖形
A
梭 l β
B
α
2、二面角的記法:二面角α-l-β或α-AB-β
3、兩個(gè)平面互相垂直的判定定理:一個(gè)平面過另一個(gè)平面的垂線,則這兩個(gè)平面垂直。
2.3.3 — 2.3.4直線
9、與平面、平面與平面垂直的性質(zhì)
1、直線與平面垂直的性質(zhì)定理:垂直于同一個(gè)平面的兩條直線平行。
2、兩個(gè)平面垂直的性質(zhì)定理: 兩個(gè)平面垂直,則一個(gè)平面內(nèi)垂直于交線的直線與另一個(gè)平面垂直。
第三章 直線與方程
(1)直線的傾斜角
定義:x軸正向與直線向上方向之間所成的角叫直線的傾斜角。特別地,當(dāng)直線與x軸平行或重合時(shí),我們規(guī)定它的傾斜角為0度。因此,傾斜角的取值范圍是0°≤α<180°
(2)直線的斜率
①定義:傾斜角不是90°的直線,它的傾斜角的正切叫做這條直線的斜率。直線的斜率常用k表示。即。斜率反映直線與軸的傾斜程度。
當(dāng)直線l與x軸平行或重合時(shí), α=0°, k
10、 = tan0°=0;
當(dāng)直線l與x軸垂直時(shí), α= 90°, k 不存在.
當(dāng)時(shí),; 當(dāng)時(shí),; 當(dāng)時(shí),不存在。
②過兩點(diǎn)的直線的斜率公式: ( P1(x1,y1),P2(x2,y2),x1≠x2)
注意下面四點(diǎn):(1)當(dāng)時(shí),公式右邊無意義,直線的斜率不存在,傾斜角為90°;
(2)k與P1、P2的順序無關(guān);
(3)以后求斜率可不通過傾斜角而由直線上兩點(diǎn)的坐標(biāo)直接求得;
(4)求直線的傾斜角可由直線上兩點(diǎn)的坐標(biāo)先求斜率得到。
(3)直線方程
①點(diǎn)斜式:直線斜率k,且過點(diǎn)
注意:當(dāng)直線的斜率為0°時(shí),k=0,直線的方程是y=y1。
當(dāng)直線的斜率為90°時(shí),直
11、線的斜率不存在,它的方程不能用點(diǎn)斜式表示.但因l上每一點(diǎn)的橫坐標(biāo)都等于x1,所以它的方程是x=x1。
②斜截式:,直線斜率為k,直線在y軸上的截距為b
③兩點(diǎn)式:()直線兩點(diǎn),
④截矩式:其中直線與軸交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn),即與軸、軸的截距分別為。
⑤一般式:(A,B不全為0)
注意:各式的適用范圍 特殊的方程如:
平行于x軸的直線:(b為常數(shù)); 平行于y軸的直線:(a為常數(shù));
(6)兩直線平行與垂直
當(dāng),時(shí),
;
注意:利用斜率判斷直線的平行與垂直時(shí),要注意斜率的存在與否。
12、
(7)兩條直線的交點(diǎn)
相交
交點(diǎn)坐標(biāo)即方程組的一組解。
方程組無解 ; 方程組有無數(shù)解與重合
(8)兩點(diǎn)間距離公式:設(shè)是平面直角坐標(biāo)系中的兩個(gè)點(diǎn),
則
(9)點(diǎn)到直線距離公式:一點(diǎn)到直線的距離
(10)兩平行直線距離公式
已知兩條平行線直線和的一般式方程為:,
:,則與的距離為
第四章 圓與方程
1、圓的定義:平面內(nèi)到一定點(diǎn)的距離等于定長的點(diǎn)的集合叫圓,定點(diǎn)為圓心,定長為圓的半徑。
2、圓的方程
(1)標(biāo)準(zhǔn)方程,圓心,半徑為r;
點(diǎn)與圓的位置關(guān)系:
當(dāng)
13、>,點(diǎn)在圓外
當(dāng)=,點(diǎn)在圓上
當(dāng)<,點(diǎn)在圓內(nèi)
(2)一般方程
當(dāng)時(shí),方程表示圓,此時(shí)圓心為,半徑為
當(dāng)時(shí),表示一個(gè)點(diǎn);
當(dāng)時(shí),方程不表示任何圖形。
(3)求圓方程的方法:
一般都采用待定系數(shù)法:先設(shè)后求。確定一個(gè)圓需要三個(gè)獨(dú)立條件,若利用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,
需求出a,b,r;若利用一般方程,需要求出D,E,F(xiàn);
另外要注意多利用圓的幾何性質(zhì):如弦的中垂線必經(jīng)過原點(diǎn),以此來確定圓心的位置。
3、直線與圓的位置關(guān)系:
直線與圓的位置關(guān)系有相離,相切,相交三種情況:
(1)設(shè)直線,圓,圓心到l的距離為 ,則有;;
(2)過圓外一點(diǎn)的切
14、線:①k不存在,驗(yàn)證是否成立②k存在,設(shè)點(diǎn)斜式方程,用圓心到該直線距離=半徑,求解k,得到方程【一定兩解】
(3)過圓上一點(diǎn)的切線方程:圓(x-a)2+(y-b)2=r2,圓上一點(diǎn)為(x0,y0),則過此點(diǎn)的切線方程為(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)= r2
4、圓與圓的位置關(guān)系:通過兩圓半徑的和(差),與圓心距(d)之間的大小比較來確定。
設(shè)圓,
兩圓的位置關(guān)系常通過兩圓半徑的和(差),與圓心距(d)之間的大小比較來確定。
當(dāng)時(shí)兩圓外離,此時(shí)有公切線四條;
當(dāng)時(shí)兩圓外切,連心線過切點(diǎn),有外公切線兩條,內(nèi)公切線一條;
當(dāng)時(shí)兩圓相交,連心線垂直平分公共弦,有兩條外公切線;
當(dāng)時(shí),兩圓內(nèi)切,連心線經(jīng)過切點(diǎn),只有一條公切線;
當(dāng)時(shí),兩圓內(nèi)含; 當(dāng)時(shí),為同心圓。
注意:已知圓上兩點(diǎn),圓心必在中垂線上;已知兩圓相切,兩圓心與切點(diǎn)共線
圓的輔助線一般為連圓心與切線或者連圓心與弦中點(diǎn)