高中數(shù)學(xué)必修2第二單元知識(shí)點(diǎn)整理總結(jié)1
2.1空間點(diǎn)、直線、平面之間的位置關(guān)系
2.1.1平面
判定直線在平面內(nèi):如果一條直線上的兩點(diǎn)在一個(gè)平面內(nèi),那么這兩條直線在此平面內(nèi)。確定一個(gè)平面:過不在一條直線上的三個(gè)點(diǎn),有且只有一個(gè)平面推論1:一個(gè)直線外的點(diǎn)與一條直線確定一個(gè)平面推論2:兩條相交直線確定一個(gè)平面推論3:兩條平行直線確定一個(gè)平面
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。
2.1.2空間中直線與直線的位置關(guān)系
判斷直線與直線平行:平行于同一條直線的兩直線互相平行(平行的傳遞性)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)。異面直線垂直:如果兩條異面直線所成角是直角,那么這兩條線互相垂直。異面直線所成角不大于90度!
2.1.3空間中直線與平面之間的位置關(guān)系
直線與平面的位置關(guān)系:在平面內(nèi),與平面相交,與平面平行。1.1.4平面與平面之間的位置關(guān)系
平面與平面的位置關(guān)系有且只有兩種:相交于平行
2.2直線、平面平行的判定及其性質(zhì)
2.2.1.直線與平面平行的判定
定理1: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。定理2:若兩個(gè)平面平行,則其中一個(gè)面的任意一條直線與另一個(gè)面平行。
2.2.2平面與平面平行的判定
定理1:一個(gè)平面內(nèi)的兩條相交直線與另一個(gè)平面平行,則這兩個(gè)平面平行定理2,:若兩條相交直線與另外兩條相交直線分別平行,則這兩個(gè)平面平行
2.2.3直線與平面平行的性質(zhì)
定理1:一條直線與一個(gè)平面平行,則過這條直線的任一平面與此平面的交線與此平面平行。(作用:證明線線平行做法:經(jīng)已知直線做一個(gè)平面與已知平面相交)
2.2.4平面與平面平行的性質(zhì)
定理:如果兩個(gè)平行平面同時(shí)和第三個(gè)平面相交,那么他們的交線平行。補(bǔ)充:證明線線平行的方法:1.平行的傳遞性
2.線面平行的性質(zhì)定理(關(guān)鍵:尋找面面的交線)3.證明為第三個(gè)平面與兩個(gè)平行平面的交線
2.3直線、平面垂直的判定及其性質(zhì)
2.3.1直線與平面垂直的判定
定義:若直線與平面內(nèi)的任意一條直線都垂直,我們就說直線與平面互相垂直。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。線面角:平面的一條斜線與它的射影所成的角叫做這條直線與這個(gè)平面所成的角。線面角不超過90度!補(bǔ)充知識(shí):
1.證明線線垂直的方法:法一:a∥b,c⊥b,→a⊥b
法二:一條直線垂直于一個(gè)平面,則垂直于這個(gè)平面中的任意一條線。2.三垂線定理法:
1.平面內(nèi)的一條直線,如果和這個(gè)平面的一條斜線的攝影垂直,那么也和這條斜線垂直。2.逆定理:若平面內(nèi)一條直線,和一條斜線垂直,那么也和斜線的攝影垂直。
2.3.2平面與平面垂直的判定
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。特征:線面垂直,則面面垂直定義法:兩個(gè)平面的二面角是直角。
2.3.3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2.3.4平面與平面垂直的性質(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。
注:本單元求角的方法
異面直線所成角:1平移2.補(bǔ)形3.向量
線面角:1.定義2.等積求高法(裝模作樣法)3.向量法(關(guān)鍵是求平面的法向量)二面角:1.定義2.三垂線定理法3.向量法4.封閉圖形的射影比原圖形法。
擴(kuò)展閱讀:高中數(shù)學(xué)必修2知識(shí)點(diǎn)歸納
必修2知識(shí)點(diǎn)歸納第一章空間幾何體
1、空間幾何體的結(jié)構(gòu):空間幾何體分為多面體和旋轉(zhuǎn)體和簡單組合體⑴常見的多面體有:棱柱、棱錐、棱臺(tái);常見的旋轉(zhuǎn)體有:圓柱、圓錐、圓臺(tái)、球。簡單組合體的構(gòu)成形式:一種是由簡單幾何體拼接而成,例如課本圖1.1-11中(1)(2)物體表示的幾何體;一種是由簡單幾何體截去或挖去一部分而成,例如課本圖1.1-11中(3)(4)物體表示的幾何體。
行,由這些面所圍成的多面體叫做棱柱。
⑶棱臺(tái):用一個(gè)平行于棱錐底面的平面去截棱錐,底面與截面之間的部分,這樣的多面體叫做棱臺(tái)。
第二章點(diǎn)、直線、平面之間的位置關(guān)系及其論證
1、公理1:如果一條直線上兩點(diǎn)在一個(gè)平面內(nèi),那么這條直線在此平面內(nèi)。
αABlAl,BllA,B公理1的作用:判斷直線是否在平面內(nèi)
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。
C若A,B,C不共線,則A,B,C確定平面BαA
推論1:過直線的直線外一點(diǎn)有且只有一個(gè)平面
簡單組合體
若Al,則點(diǎn)A和l確定平面
Aαl推論2:過兩條相交直線有且只有一個(gè)平面
⑵棱柱:有兩個(gè)面互相平行,其余各面都是四邊形,并且每相鄰兩個(gè)四邊形的公共邊都互相平
Aαl
m若mnA,則m,n確定平面
推論3:過兩條平行直線有且只有一個(gè)平面
1、空間幾何體的三視圖和直觀圖把光由一點(diǎn)向外散射形成的投影叫中心投影,中心投影的投影線交于一點(diǎn);把在一束平行光線照射下的投影叫平行投影,平行投影的投影線是平行的。
(1)定義:
正視圖:光線從幾何體的前面向后面正投影得到的投影圖;側(cè)視圖:光線從幾何體的左面向右面正投影得到的投影圖;俯視圖:光線從幾何體的上面向下面正投影得到的投影圖。
幾何體的正視圖、側(cè)視圖和俯視圖統(tǒng)稱為幾何體的三視圖。
(2)三視圖中反應(yīng)的長、寬、高的特點(diǎn):“長對正”,“高平齊”,“寬相等”
若mn,則m,n確定平面
公理2及其推論的作用:確定平面;判定多邊形是否為平面圖形的依據(jù)。
αmn3、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。
αβPP,Pl且PlL
2、空間幾何體的直觀圖(表示空間圖形的平面圖).觀察者站在某一點(diǎn)觀察幾何體,畫
出的圖形.
公理3作用:(1)判定兩個(gè)平面是否相交的依據(jù);(2)證明點(diǎn)共線、線共點(diǎn)等。
3、斜二測畫法的基本步驟:
①建立適當(dāng)直角坐標(biāo)系xOy(盡可能使更多的點(diǎn)在坐標(biāo)軸上)②建立斜坐標(biāo)系xOy,使xOy""""""0
=45(或1350),注意它們確定的平面表示水平平面;
4、公理4:也叫平行公理,平行于同一條直線的兩條直線平行.ab,cbac
公理4作用:證明兩直線平行。
5、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)。
aaa,bb且1與2方向相同1=2b1‘
a1不變;在已知圖形平行于Y軸的線段,在直觀圖中畫成平行于Y軸,且長度變?yōu)樵瓉淼囊话耄籦a"
③畫對應(yīng)圖形,在已知圖形平行于X軸的線段,在直觀圖中畫成平行于X軸,且長度保持
‘一般地,原圖的面積是其直觀圖面積的22倍,即S原圖=22S直觀
4、空間幾何體的表面積與體積⑴圓柱側(cè)面積;S側(cè)面2rl
方向相反則aa,bb且1與2方向相反12=180方向相同則∠1+∠2=180°∠1=∠2
2b"a"2b"作用:該定理也叫等角定理,可以用來證明空間中的兩個(gè)角相等。rlrAAlVθlrhlB圖中:扇形的半徑長為l,圓心角為θ,弧AB的長Lθl(注:扇形的弧長等于圓心角乘以半徑.提醒圓心角π為弧度角,例如60°弧度,3ππ45°弧度,90°弧度等等)426、線線位置關(guān)系:平行、相交、異面。ab,(1)沒有任何公共點(diǎn)的兩條直線平行
abA,a,b異面
aAblS側(cè)=2πrlB(2)有一個(gè)公共點(diǎn)的兩條直線相交
(3)不同在任何一個(gè)平面內(nèi)的兩條直線叫異面直線AB=2πr
7、線面位置關(guān)系:
⑵圓錐側(cè)面積:S側(cè)面rl
aaA(3)(1)a
(2)
(1)直線在平面內(nèi),直線與平面有無數(shù)個(gè)公共點(diǎn);a(2)直線和平面平行,直線與平面無任何公共點(diǎn);a
(3)直線與平面相交,直線與平面有唯一一個(gè)公共點(diǎn);aA
圓錐的側(cè)面展開圖是扇形,1扇形面積S扇形弧長半徑2O1rhO2Rl8、面面位置關(guān)系:平行、相交。
⑶圓臺(tái)側(cè)面積:S側(cè)面rlRl
⑷體積公式:
9、線面平行:(即直線與平面無任何公共點(diǎn))
13ROdO1⑴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。(只需在平面內(nèi)找一條直線和平面外的直線平行就可以)
V柱體Sh;V錐體V臺(tái)體13hS上Sh;
rd=R2-r2S上S下S下
aba//
a//b證明兩直線平行的主要方法是:
①三角形中位線定理:三角形中位線平行并等于底邊的一半;②平行四邊形的性質(zhì):平行四邊形兩組對邊分別平行;
⑸球的表面積和體積:
S球4R,V球
243R.一般地,面積比等于相似比的平方,體積比等于相似比的立方。
-1-
③線面平行的性質(zhì):如果一條直線平行于一個(gè)平面,經(jīng)過這條直線的平面與這個(gè)平面相交,
那么這條直線和它們的交線平行;
性質(zhì)Ⅱ:垂直于同一直線的兩平面平行12、面面垂直:
laab
b④平行線的傳遞性:ab,cbac
⑤面面平行的性質(zhì):如果一個(gè)平面與兩個(gè)平行平面相交,那么它們的交線平行;
al⑴定義:兩個(gè)平面相交,如果它們所成的二面角是直二面角,就說這兩個(gè)平面互相垂直。
aab
b⑵判定:一個(gè)平面經(jīng)過另一個(gè)平面的一條垂線,則這兩個(gè)平面垂直。
ll(只需在一個(gè)平面內(nèi)找到另一個(gè)平面的垂線就可證明面面垂直)
a⑥垂直于同一平面的兩直線平行;ab
b⑵直線與平面平行的性質(zhì):如果一條直線平行于一個(gè)平面,經(jīng)過這條直線的平面與這個(gè)平面相交,那么這條直線和它們的交線平行;(上面的③)
⑶性質(zhì):兩個(gè)平面互相垂直,則一個(gè)平面內(nèi)垂直于交線的直線垂直于另一個(gè)平面。
10、面面平行:(即兩平面無任何公共點(diǎn))
(1)判定定理:一個(gè)平面內(nèi)的兩條相交直線與另一個(gè)平面平行,則這兩個(gè)平面平行。a,babA
a,b
判定定理的推論:一個(gè)平面內(nèi)的兩條相交直線與另一個(gè)平面上的兩條直線分別平行,兩
平面平行
mlllm
證明兩直線垂直和主要方法:
①利用勾股定理證明兩相交直線垂直;
②利用等腰三角形三線合一證明兩相交直線垂直;③利用線面垂直的定義證明(特別是證明異面直線垂直);
④利用三垂線定理證明兩直線垂直(“三垂”指的是“線面垂”“線影垂”,“線斜垂”)
αA斜影Oa線P如圖:POOA是PA在平面上的射影又直線a,且aOAaPA
abA
aa,bba,b(2)兩平面平行的性質(zhì):
性質(zhì)Ⅰ:如果一個(gè)平面與兩平行平面都相交,那么它們的交線平行;
a,b
即:線影垂直線斜垂直,反之也成立。④利用圓中直徑所對的圓周角是直角,此外還有正方形、菱形對角線互相垂直等結(jié)論。
空間角及空間距離的計(jì)算
1.異面直線所成角:使異面直線平移后相交形成的夾角,通常在在兩異面直線中的一
條上取一點(diǎn),過該點(diǎn)作另一條直線平行線,
如圖:直線a與b異面,b//b,直線a與直線b的夾角為兩異面直線a與b所成的角,異面直線所成角取值范圍是(0,90]aab
b2.斜線與平面成成的角:斜線與它在平面上的射影成的角。如圖:PA是平面的
一條斜線,A為斜足,O為垂足,OA叫斜線PA在平面上射影,PAO為線面角。
性質(zhì)Ⅱ:平行于同一平面的兩平面平行;
性質(zhì)Ⅲ:夾在兩平行平面間的平行線段相等;
3.二面角:從一條直線出發(fā)的兩個(gè)半平面形成的圖形,如圖為二面角l,二
面角的大小指的是二面角的平面角的大小。二面角的平面角分別在兩個(gè)半平面內(nèi)且角的兩邊與二面角的棱垂直
如圖:在二面角-l-中,O棱上一點(diǎn),OA,OB,
且OAl,OBl,則AOB為二面角-l-的平面角。
用二面角的平面角的定義求二面角的大小的關(guān)鍵點(diǎn)是:①明確構(gòu)成二面角兩個(gè)半平面和棱;②明確二面角的平面角是哪個(gè)?
而要想明確二面角的平面角,關(guān)鍵是看該角的兩邊是否都和棱垂直。(求空間角的三個(gè)步驟是“一找”、“二證”、“三計(jì)算”)
A,CACBD
B,DABCD性質(zhì)Ⅳ:兩平面平行,一平面上的任一條直線與另一個(gè)平面平行;
a或a
aa11、線面垂直:
4.異面直線間的距離:指夾在兩異面直線之間的
⑴定義:如果一條直線垂直于一個(gè)平面內(nèi)的任意一條直線,那么就說這條直線和這個(gè)平面垂直。公垂線段的長度。如圖PQ是兩異面直線間的距離
⑵判定: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。
(異面直線的公垂線是唯一的,指與兩異面直線垂直且相交的直線)
5.點(diǎn)到平面的距離:指該點(diǎn)與它在平面上的射影的連線段的長度。
如圖:O為P在平面上的射影,線段OP的長度為點(diǎn)P到平面的距離求法通常有:定義法和等體積法
等體積法:就是將點(diǎn)到平面的距離看成是三棱錐的一個(gè)高。如圖在三棱錐VABC中有:VSABCVASBCVBSACVCSAB
lnl
mnAm,n⑶性質(zhì)Ⅰ:垂直于同一個(gè)平面的兩條直線平行。
lmaab
b第三章直線與方程
1.直線方程的概念:一條直線l與一個(gè)二元一次方程F(x,y)AxByC0有如下兩個(gè)對應(yīng):
①直線l上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)(x,y)都滿足方程F(x,y)AxByC0;②以方程F(x,y)AxByC0的解為坐標(biāo)的點(diǎn)(x,y)都在直線l上。則稱方程F(x,y)AxByC0為直線l的方程,直線l為方程的直線。
8、交點(diǎn)與距離公式
(1)兩直線l1:A1xB1yC10,l2:A2xB2yC20的交點(diǎn)坐標(biāo)需將兩直線方程組成
方程組求解,即:
A1xB1yC10①AxByC0222當(dāng)①有唯一解時(shí),兩直線相交;當(dāng)①無解時(shí),兩直線平行;當(dāng)①有無數(shù)個(gè)解時(shí),兩直線重合。(2)過兩直線l:AxByC0,l:AxByC0交點(diǎn)的直線系方程為:
111122222.直線傾斜角的定義:把直線向上的方向與x軸的正方向形成的最小正角叫直線的傾斜角。
3.直線傾斜角的范圍:0180,當(dāng)直線與x軸平行或者是重合時(shí),傾斜角為0
4.直線斜率的定義:傾斜角不為90直線,傾斜角的正切值叫直線的斜率。
記作ktan(90)
當(dāng)傾斜角為90時(shí)直線的斜率不存在。
AxByC(AxByC)0
111222將含有一個(gè)參數(shù)的直線方程化為直線系方程的樣式就可解決直線恒過定點(diǎn)問題。
y2y1x2x1(x1x2)
5、直線l過點(diǎn)P(x1,y1),P2(x2,y2)1,則直線的斜率為:k(3)兩點(diǎn)間距離公式:
P1P2x2x12y2y12
Ax0By0CAB226、直線方程的表示形式:
⑴點(diǎn)斜式:yy0kxx0,
當(dāng)斜率不存在時(shí),直線與x軸垂直,傾斜角為90,此時(shí)直線方程為:xx0,如右圖,特別地y軸所在直線方程為x0。
當(dāng)直線斜率k0時(shí),直線與x軸平行或者是重合直線方程為:yy0,x軸所在的直線方程為y0。⑵斜截式:ykxb(b為直線在y軸上的截距)
(4)點(diǎn)P0(x0,y0)到直線l:AxByc0距離公式:d(5)兩平行線間的距離公式:對于直線
l1:AxByC10,l2:AxByC20,l1與l2間的距離為:d|CC|21
AB22x1x2x2(6)線段中點(diǎn)坐標(biāo)公式:,A(x1,y1),B(x2,y2),M(x,y)是線段AB的中點(diǎn)。
yy1y22第四章圓與方程
當(dāng)直線過y軸上一定點(diǎn)(0,b)時(shí),通常設(shè)直線方程為:ykxb,例如直線l過定點(diǎn)
1、圓的第一定義:到定點(diǎn)的距離等于定長的點(diǎn)的集合.P(0,2),設(shè)l:ykx2。
當(dāng)直線過x軸上一定點(diǎn)(a,0)時(shí),,通常設(shè)直線方程為:xmya,例如直線l過定點(diǎn)(2,0),設(shè)l:xmy2
yy1y2y1xx1x2x1{M(x,y)|MO|r}
圓的第二定義:到兩個(gè)定點(diǎn)的距離之比等于常數(shù)(不等于1)的點(diǎn)的集合。
2、圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:xa2
3、圓的一般方程:x2yb2r2,圓心為(a,b),半徑為r。
⑶兩點(diǎn)式:
⑷截距式:
xayb1(a0,b0),
yDxEyF0(DE4F0)。
222一般地,問題中出現(xiàn)兩個(gè)截距時(shí),通常設(shè)直線方程為方程中a,b分別表示直線的橫截距和縱截距,一般地,在直線方程中,令
2xayb1(a0,b0)。圓心為(22D,2E)2,半徑r212DE4F。
22y02可求得橫截距a,令x0可求得縱截距b
當(dāng)DE4F0時(shí),方程xyDxEyF0表示點(diǎn)(222D,2E)2
⑸一般式:AxByC0(AB0),所有直線方程都可化為一般式。當(dāng)B0,直線的斜率kAB當(dāng)DE4F0時(shí),方程xyDxEyF0不表示任何圖形。
CA2(1)當(dāng)P0(x0,y0)滿足x0ay0br時(shí)點(diǎn)P在圓上;
2222,當(dāng)B0時(shí),直線斜率不存在,方程可化為x
4、點(diǎn)P(x00,y)0與圓xa2yb2r2的位置關(guān)系的判定:
7、兩直線的位置關(guān)系的判定:
當(dāng)兩直線傾斜角相等時(shí),即時(shí),兩直線平行;當(dāng)兩直線傾斜角滿足||90時(shí),兩直線垂直;當(dāng)兩直線傾斜角不相當(dāng)時(shí),兩直線相交。
對于直線l1:yk1xb1,l2:yk2xb2有:
(2)當(dāng)P0(x0,y0)滿足x0ay0br2時(shí)點(diǎn)P在圓內(nèi);(3)當(dāng)P0(x0,y0)滿足x0ay0br2時(shí)點(diǎn)P在圓外;
2222k1k2⑴l1//l2;⑵l和l相交k1k2;
b1b2125、求圓方程的方法,主要有兩種:
(1)待定系數(shù)法:使用待定系數(shù)法求圓方程的一般步驟:①根據(jù)提設(shè),選擇標(biāo)準(zhǔn)方程或一般方程;
②根據(jù)條件列出關(guān)于a、b、r或D、E、F的方程組;
⑶l1和l2重合k1b1k2b2;⑷l1l2k1k21.
③解出a、b、r或D、E、F,代入標(biāo)準(zhǔn)方程或一般方程。(2)利用三角形外心的定義及其垂徑定理求圓心坐標(biāo);
①三角形外心的定義:三角形三邊垂直平分線的交點(diǎn)就是外心;②垂徑定理:垂直于弦的半徑平分弦并平分弦所對的;
③弦的垂直平分線必經(jīng)過圓心,因此求出兩條弦的垂直平分線方程,聯(lián)立解方程組求
對于直線l1:A1xB1yC10,l2:A2xB2yC20有:
A1B2A2B1⑴l1//l2;(2)l和l相交BCBC122112A1B2A2B1;
得圓心坐標(biāo),而圓心到圓上任意一點(diǎn)的距離都等于半徑,最終寫出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程。
6、直線與圓的位置關(guān)系的判定:
幾何法(1)相切:圓心到直線的距離d=r;
(2)相交:圓心到直線的距離dr;(3)相離:圓心到直線的距離dr。
-3-
A1B2A2B1ll⑶和重合;⑷lB1C2B2C1121l2A1A2B1B20.
l:Ax+By+C=0drC(a,b)d=|Ax0+By0+C|l:Ax+By+C=0drC(a,b)l:Ax+By+C=0d直線方程過兩圓的交點(diǎn),因此該直線方程也叫兩圓的公共弦所在的直線方程。
A2+B222圓C:(x-a)+(y-b)=r2相切:d=rA2+B222圓C:(x-a)+(y-b)=r2d=|Ax0+By0+C|r|Ax0+By0+C|C(a,b)d=A2+B2圓C:(x-a)2+(y-b)2=r2相離:d>r①
相切:dr1+r2外切:有一個(gè)公共點(diǎn),圓心距|C1C2|=r1+r2相交:有兩個(gè)公共點(diǎn),圓心距|r1-r2|
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