不等式單元知識總結(jié)
一、不等式的性質(zhì)
1.兩個實數(shù)a與b之間的大小關(guān)系
(1)a-b>0a>b;
(2)a-b=0a=b;
(3)a-b<0a<b.
a(4)b>1a>b;
若 a、bR,則(5)a
b=1a=b;
(6)a
b<1a<b.
2.不等式的性質(zhì)
(1)a>bb<a(對稱性)
(2)a>b
b>c a>c(傳遞性
)
(3)a>ba+c>b+c(加法單調(diào)性)
a>b
c>0 ac>bc
(4) (乘法單調(diào)性)
a>b
c<0 ac<bc
(5)a+b>ca>c-b(移項法則)
(6)a>b
c>da+c>b+d(同向不等式可加)
(7)a>b
c<da-c>b-
d(異向不等式可減)
(8)a>b>0
c>d>0ac>bd(同向正數(shù)不等式可乘)(9)a>b>0
0<c<dab
c>d(異向正數(shù)不等式可除)
(10)a>b>0nn
nNa>b(正數(shù)不等式可乘方)
(11)a>b>0
N a>nb(正數(shù)不等式可開方)
(12)a>b>01
a<1
b(正數(shù)不等式兩邊取倒數(shù))
3.絕對值不等式的性質(zhì)
(1)|a|≥a;|a|=a (a≥0),
-a (a<0).
(2)如果a>0,那么
|x|<ax2<a2-a<x<a;
|x|>ax2>a2x>a或x<-a.
(3)|a²b|=|a|²|b|.
(4)|a
b|=|a|
|b| (b≠0).
(5)|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|.
(6)|a1+a2+„„+an|≤|a1|+|a2|+„„+|an|.
二、不等式的證明
1.不等式證明的依據(jù)
(1)實數(shù)的性質(zhì):a、b同號ab>0;a、b異號ab<0
a-b>0a>b;a-b<0a<b;a-b=0a=b
(2)不等式的性質(zhì)(略)
(3)重要不等式:①|(zhì)a|≥0;a2≥0;(a-b)2≥0(a、b∈R)
②a2+b2≥2ab(a、b∈R,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時取“=”號)
③ab≥、bR
2,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時取“=”號)
2.不等式的證明方法
(1)比較法:要證明a>b(a<b),只要證明a-b>0(a-b<0),這種證明不等式的方法叫做比較法.
用比較法證明不等式的步驟是:作差——變形——判斷符號.
(2)綜合法:從已知條件出發(fā),依據(jù)不等式的性質(zhì)和已證明過的不等式,推導(dǎo)出所要證明的不等式成立,這種證明不等式的方法叫做綜合法.
(3)分析法:從欲證的不等式出發(fā),逐步分析使這不等式成立的充分條件,直到所需條件已判斷為正確時,從而斷定原不等式成立,這種證明不等式的方法叫做分析法.
證明不等式除以上三種基本方法外,還有反證法、數(shù)學(xué)歸納法等.
三、解不等式
1.解不等式問題的分類
(1)解一元一次不等式.
(2)解一元二次不等式.
(3)可以化為一元一次或一元二次不等式的不等式.
①解一元高次不等式;
②解分式不等式;
③解無理不等式;
④解指數(shù)不等式;
⑤解對數(shù)不等式;
⑥解帶絕對值的不等式;
⑦解不等式組.
2.解不等式時應(yīng)特別注意下列幾點:
(1)正確應(yīng)用不等式的基本性質(zhì).
(2)正確應(yīng)用冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)的增、減性.
(3)注意代數(shù)式中未知數(shù)的取值范圍.
3.不等式的同解性
(1)f(x)²g(x)>0與 f(x)>0
g(x)>0 或f(x)<0
g(x)<0同解.
(2)f(x)²g(x)<0與f(x)>0f(x)<0
g(x)<0 或同解.
g(x)>0(3)f(x)>0f(x)<0f(x)>0與 或同解.(g(x)≠0)g(x)g(x)>0g(x)<0
f(x)>0f(x)<0f(x)(4)<0與 或 同解.(g(x)≠0)g(x)g(x)<0g(x)>0
(5)|f(x)|<g(x)與-g(x)<f(x)<g(x)同解.(g(x)>0)
(6)|f(x)|>g(x)①與f(x)>g(x)或f(x)<-g(x)(其中g(shù)(x)≥0)同解;②與g(x)<0同解.
f(x)>[g(x)]2
(7)f(x)>g(x)與 f(x)≥0或
f(x)≥0
g(x)<同解.
g(x)≥00
(8)f(x)<g(x)與f(x)<[g(x)]2
≥0同解.
f(x)
(9)當(dāng)a>1時,af(x)>ag(x)與f(x)>g(x)同解,當(dāng)0<a<1時,af(x)>ag(x)與f(x)<g(x)同解.
(10)當(dāng)a>1時,logf(x)>g(x)
af(x)>logag(x)與同解.
f(x)>0
f(x)<g(x)
當(dāng)0<a<1時,log
af(x)>logag(x)與 f(x)>0同解.
g(x)>0
單元知識總結(jié)
一、坐標(biāo)法
1.點和坐標(biāo)
建立了平面直角坐標(biāo)系后,坐標(biāo)平面上的點和一對有序?qū)崝?shù)(x,y)建立了一一對應(yīng)的關(guān)系.
2.兩點間的距離公式
設(shè)兩點的坐標(biāo)為P1(x1,y1),P2(x2,y2),則兩點間的距離
|P1P2|=(x2x1)2(y2y1)2特殊位置的兩點間的距離,可用坐標(biāo)差的絕對值表示:
(1)當(dāng)x1=x2時(兩點在y軸上或兩點連線平行于y軸),則
|P1P2|=|y2-y1|
(2)當(dāng)y1=y2時(兩點在x軸上或兩點連線平行于x軸),則
|P1P2|=|x2-x1|
3.線段的定比分點
(1)定義:設(shè)P點把有向線段P1P2分成P1P和PP2兩部分,那么有向
線段P1P和PP2的數(shù)量的比,就是P點分P1P2所成的比,通常用λ表示,即λ=P1P
PP,點P叫做分線段P1P2為定比λ的定比分點.
2
當(dāng)P點內(nèi)分P1P2時,λ>0;當(dāng)P點外分P1P2時,λ<0.
(2)公式:分P1(x1,y2)和P2(x2,y2)連線所成的比為λ的分點坐標(biāo)是
xx1λx2
1λ
(λ≠1)yy1λy2
1λ
特殊情況,當(dāng)P是P1P2的中點時,λ=1,得線段P1P2的中點坐標(biāo)
公式
xx1x2
2
yy1y2
2
二、直線
1.直線的傾斜角和斜率
(1)當(dāng)直線和x軸相交時,把x軸繞著交點按逆時針方向旋轉(zhuǎn)到和直線重合時所轉(zhuǎn)的最小正角,叫做這條直線的傾斜角.
當(dāng)直線和x軸平行線重合時,規(guī)定直線的傾斜角為0.
所以直線的傾斜角α∈[0,π).
(2)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k=tanα(α≠π
2).
∴當(dāng)k≥0時,α=arctank.(銳角)
當(dāng)k<0時,α=π-arctank.(鈍角)
(3)斜率公式:經(jīng)過兩點P1(x1,y1)、P2(x2,y2)的直線的斜率為
k=y2y1
xx(x1≠x2)
21
2.直線的方程
(1)點斜式 已知直線過點(x0,y0),斜率為k,則其方程為:y-y0=k(x-x0)
(2)斜截式 已知直線在y軸上的截距為b,斜率為k,則其方程為:y=kx+b
(3)兩點式 已知直線過兩點(x1,y1)和(x2,y2),則其方程為:
yy1
y=xx1(x1≠x2)
2y1x2x1
(4)截距式 已知直線在x,y軸上截距分別為a、b,則其方程為: xy
ab1
(5)參數(shù)式 已知直線過點P(x0,y0),它的一個方向向量是(a,b), 則其參數(shù)式方程為xx0at
yy(t為參數(shù)),特別地,當(dāng)方向向量為
0bt
v(cosα,sinα)(α為傾斜角)時,則其參數(shù)式方程為
xx0tcosα
yy(t為參數(shù))
0tsinα
這時,t的幾何意義是tv=p→→
0p,|t|=|p0p|=|p0p|
(6)一般式 Ax+By+C=0 (A、B不同時為0).
(7)特殊的直線方程
①垂直于x軸且截距為a的直線方程是x=a,y軸的方程是x=0. ②垂直于y軸且截距為b的直線方程是y=b,x軸的方程是y=0.
3.兩條直線的位置關(guān)系
(1)平行:當(dāng)直線l1和l2有斜截式方程時,k1=k2且b1≠b2.ABC當(dāng)l1和l2是一般式方程時,1
A11
B≠
22C2
(2)重合:當(dāng)l1和l2有斜截式方程時,k1=k2且b1=b2,當(dāng)l1和l2是
一般方程時,A1B1C1
A
2B2C2
(3)相交:當(dāng)l1,l2是斜截式方程時,k1≠k2
當(dāng)llA2B1
1,2是一般式方程時,A≠
2B2
交點:A1xB1yC10
①A2xB2yC20的解
斜到角:ltanθk2k1
1到l2的角(1k1k2≠
交1k1k0)
2
夾角公式:l|k2k1
1和l2夾角tanθ1k|(1k1k2≠0)
1k2
②垂直當(dāng)l1和l2有敘截式方程時,k1k2=-1
當(dāng)l1和l2是一般式方程時,A1A2+B1B2=0
4.點P(x0,y0)與直線l:Ax+By+C=0的位置關(guān)系:
Ax0+By0+C=0P在直線l上(點的坐標(biāo)滿足直線方程)
Ax0+By0+C≠0P在直線l外.
點P(xC|
0,y0)到直線l的距離為:d=|Ax0+By0+
A2B2
5.兩條平行直線l1∶Ax+By+C1=0,l2∶Ax+By+C2=0間
的距離為:d=|C1C2|
A2B2.
6.直線系方程
具有某一共同屬性的一類直線的集合稱為直線系,它的方程的特點是除含坐標(biāo)變量x,y以外,還含有特定的系數(shù)(也稱參變量).
確定一條直線需要兩個獨立的條件,在求直線方程的過程中往往先根據(jù)一個條件寫出所求直線所在的直線系方程,然后再根據(jù)另一個條件來確定其中的參變量.
(1)共點直線系方程:經(jīng)過兩直線l1∶A1x+B1y+C1=0,l2∶A2x+B2y+C2=0的交點的直線系方程為:A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0,其中λ是待定的系數(shù).
在這個方程中,無論λ取什么實數(shù),都得不到A2x+B2y+C2=0,因此它不表示l2.當(dāng)λ=0時,即得A1x+B1y+C1=0,此時表示l1.
(2)平行直線系方程:直線y=kx+b中當(dāng)斜率k一定而b變動時,表示平行直線系方程.與直線Ax+By+C=0平行的直線系方程是Ax+By+λ=0(λ≠C),λ是參變量.
(3)垂直直線系方程:與直線Ax+By+C=0(A≠0,B≠0)垂直的直線系方程是:Bx-Ay+λ=0.
如果在求直線方程的問題中,有一個已知條件,另一個條件待定時,可選用直線系方程來求解.
7.簡單的線性規(guī)劃
(1)二元一次不等式Ax+By+C>0(或<0)表示直線Ax+By+C=0某一側(cè)所有點組成的平面區(qū)域.
二元一次不等式組所表示的平面區(qū)域是各個不等式所表示的平面點集的交集,即各個不等式所表示的平面區(qū)域的公共部分.
(2)線性規(guī)劃:求線性目標(biāo)函數(shù)在線性約束條件下的值或最小值的問題,稱為線性規(guī)劃問題,
例如,z=ax+by,其中x,y滿足下列條件:
A1x+B1y+C1≥0(或≤0)
A2x+B2y+C2≥0(或≤0)(*)„„
Anx+Bnx+Cn≥0(或≤0)
求z的值和最小值,這就是線性規(guī)劃問題,不等式組(*)是一組對變量x、y的線性約束條件,z=ax+by叫做線性目標(biāo)函數(shù).滿足線性約束條件的解(x,y)叫做可行解,由所有可行解組成的集合叫做可行域,使線性目標(biāo)函數(shù)取得值和最小值的可行解叫做解.
三、曲線和方程
1.定義
在選定的直角坐標(biāo)系下,如果某曲線C上的點與一個二元方程f(x,y)=0的實數(shù)解建立了如下關(guān)系:
(1)曲線C上的點的坐標(biāo)都是方程f(x,y)=0的解(一點不雜);
(2)以方程f(x,y)=0的解為坐標(biāo)的點都是曲線C上的點(一點不漏).
這時稱方程f(x,y)=0為曲線C的方程;曲線C為方程f(x,y)=0的曲線(圖形). 設(shè)P={具有某種性質(zhì)(或適合某種條件)的點},Q={(x,y)|f(x,y)=0},若設(shè)點M的坐標(biāo)為(x0,y0),則用集合的觀點,上述定義中的兩條可以表述為:
(1)M∈P(x0,y0)∈Q,即PQ;
(2)(x0,y0)∈QM∈P,即QP.
以上兩條還可以轉(zhuǎn)化為它們的等價命題(逆否命題):
(1)(x0,y0)QMP;
(2)MP(x0,y0)Q.
顯然,當(dāng)且僅當(dāng)PQ且QP,即P=Q時,才能稱方程f(x,y)=0
為曲線C的方程;曲線C為方程f(x,y)=0的曲線(圖形).
2.曲線方程的兩個基本問題
(1)由曲線(圖形)求方程的步驟:
①建系,設(shè)點:建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,用變數(shù)對(x,y)表示曲線上任意一點M的坐標(biāo);②立式:寫出適合條件p的點M的集合p={M|p(M)};
③代換:用坐標(biāo)表示條件p(M),列出方程f(x,y)=0;
④化簡:化方程f(x,y)=0為最簡形式;
⑤證明:以方程的解為坐標(biāo)的點都是曲線上的點.
上述方法簡稱“五步法”,在步驟④中若化簡過程是同解變形過程;或最簡方程的解集與原始方程的解集相同,則步驟⑤可省略不寫,因為此時所求得的最簡方程就是所求曲線的方程.
(2)由方程畫曲線(圖形)的步驟:
①討論曲線的對稱性(關(guān)于x軸、y軸和原點);
②求截距:
方程組f(x,y)0
y0的解是曲線與x軸交點的坐標(biāo);方程組f(x,y)0
x0的解是曲線與y軸交點的坐標(biāo);
③討論曲線的范圍;
④列表、描點、畫線.
3.交點
求兩曲線的交點,就是解這兩條曲線方程組成的方程組.
4.曲線系方程
過兩曲線f1(x,y)=0和f2(x,y)=0的交點的曲線系方程是f1(x,y)+λf2(x,y)=0(λ∈R).
四、圓
1.圓的定義
平面內(nèi)與定點距離等于定長的點的集合(軌跡)叫圓.
2.圓的方程
(1)標(biāo)準(zhǔn)方程(x-a)2+(y-b)2=r2.(a,b)為圓心,r為半徑. 特別地:當(dāng)圓心為(0,0)時,方程為x2+y2=r2
(2)一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0
配方(xD2E2D2
2)(y2)E24F
4
當(dāng)D2+E2-4F>0時,方程表示以(-DE
2,-2)為圓心,以
1
2D2E24F為半徑的圓;
當(dāng)D2+E2-4F=0時,方程表示點(-D
2,-E
2)
當(dāng)D2+E2-4F<0時,方程無實數(shù)解,無軌跡.
(3)參數(shù)方程 以(a,b)為圓心,以r為半徑的圓的參數(shù)方程為 xarcosθ
ybrsinθ(θ為參數(shù))
特別地,以(0,0)為圓心,以r為半徑的圓的參數(shù)方程為xrcosθ(θ為參數(shù))yrsinθ
3.點與圓的位置關(guān)系
設(shè)點到圓心的距離為d,圓的半徑為r.
(1)點在圓外d>r;
(2)點在圓上d=r;
(3)點在圓內(nèi)d<r.
4.直線與圓的位置關(guān)系
設(shè)直線l:Ax+By+C=0和圓C:(x-a)2+(y-b)2=r2,則
d|AaBbC|
A2B2.
(1)相交直線與圓的方程組成的方程組有兩解,△>0或d<r;
(2)相切直線與圓的方程組成的方程組有一組解,△=0或d=r;
(3)相離直線與圓的方程組成的方程組無解,△<0或d>r.
5.求圓的切線方法
(1)已知圓x2+y2+Dx+Ey+F=0.
①若已知切點(x0,y0)在圓上,則切線只有一條,其方程是
xD(xx0)E(y
0xy0y2y0)
2F0.
當(dāng)(xx0xy0y
0,y0)在圓外時,x0x+y0y+D(2)+E(2)+F=0表示
過兩個切點的切點弦方程.
②若已知切線過圓外一點(x0,y0),則設(shè)切線方程為y-y0=k(x-x0),再利用相切條件求k,這時必有兩條切線,注意不要漏掉平行于y軸的切線.
③若已知切線斜率為k,則設(shè)切線方程為y=kx+b,再利用相切條件求b,這時必有兩條切線.
(2)已知圓x2+y2=r2.
①若已知切點P0(x0,y0)在圓上,則該圓過P0點的切線方程為x0x+y0y=r2. ②已知圓的切線的斜率為k,圓的切線方程為y=kx±rk21.
6.圓與圓的位置關(guān)系
已知兩圓圓心分別為O1、O2,半徑分別為r1、r2,則(1)兩圓外切|O1O2|=r1+r2;
(2)兩圓內(nèi)切|O1O2|=|r1-r2|;
(3)兩圓相交|r1-r2|<|O1O2|<r1+r2.
單元知識總結(jié)
一、圓錐曲線
1.橢圓
(1)定義
定義1:平面內(nèi)一個動點到兩個定點F1、F2的距離之和等于常數(shù)(大于|F1F2|),這個動點的軌跡叫橢圓(這兩個定點叫焦點).
定義2:點M與一個定點的距離和它到一條定直線的距離的比是常 數(shù)e=c
a(0<e<1)時,這個點的軌跡是橢圓.
(2)圖形和標(biāo)準(zhǔn)方程
8-1的標(biāo)準(zhǔn)方程為:x2y2
圖a2+b2=1(a>b>0)
8-2的標(biāo)準(zhǔn)方程為:x2y2
圖b2+a2=1(a>b>0)
(3)幾何性質(zhì)2.雙曲線
(1)定義
定義1:平面內(nèi)與兩個定點F1、F2的距離的差的絕對值等于常數(shù)(小于|F1F2|)的點的軌跡叫做雙曲線(這兩個定點叫雙曲線的焦點).
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定義2:動點到一定點的距離與它到一條定直線的距離之比是常數(shù)e(e>1)時,這個動點的軌跡是雙曲線(這定點叫做雙曲線的焦點).
(2)圖形和標(biāo)準(zhǔn)方程
圖8-3的標(biāo)準(zhǔn)方程為:
x2y2
a2-b2=1(a>0,b>0)
圖8-4的標(biāo)準(zhǔn)方程為:
y2a2-x2
b2=1(a>0,b>0)
(3)幾何性質(zhì)
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3.拋物線
(1)定義
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平面內(nèi)與一個定點F和一條定直線l的距離相等的點的軌跡叫做拋物線,定點F叫做拋物線的焦點,定直線l叫做拋物線的準(zhǔn)線.
(2)拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,類型及幾何性質(zhì),見下表:
①拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程有以下特點:都以原點為頂點,以一條坐標(biāo)軸為對稱軸;方程不同,開口方向不同;焦點在對稱軸上,頂點到焦點的距離等于頂點到準(zhǔn)線距離.
②p的幾何意義:焦點F到準(zhǔn)線l的距離.
③弦長公式:設(shè)直線為y=kx+b拋物線為y2=2px,|AB|=k2
|x2-x1|=
1
k2|y2-y1|
焦點弦長公式:|AB|=p+x1+x2
4.圓錐曲線(橢圓、雙曲線、拋物線統(tǒng)稱圓錐曲線)的統(tǒng)一定義
與一定點的距離和一條定直線的距離的比等于常數(shù)的點的軌跡叫做圓錐曲線,定點叫做焦點,定直線叫做準(zhǔn)線、常數(shù)叫做離心率,用e表示,當(dāng)0<e<1時,是橢圓,當(dāng)e>1時,是雙曲線,當(dāng)e=1時,是拋物線. 二、利用平移化簡二元二次方程 1.定義
缺xy項的二元二次方程Ax2+Cy2+Dx+Ey+F=0(A、C不同時為0)※,通過配方和平移,化為圓型或橢圓型或雙曲線型或拋物線型方程的標(biāo)準(zhǔn)形式的過程,稱為利用平移化簡二元二次方程.
A=C是方程※為圓的方程的必要條件. A與C同號是方程※為橢圓的方程的必要條件. A與C異號是方程※為雙曲線的方程的必要條件. A與C中僅有一個為0是方程※為拋物線方程的必要條件.
2.對于缺xy項的二元二次方程:
Ax2+Cy2+Dx+Ey+F=0(A,C不同時為0)利用平移變換,可把圓錐曲線的一般
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方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程,其方法有:①待定系數(shù)法;②配方法.
橢圓:(xh)2(yk)2(xh)2(a2+b2=1或yk)2
b2+a2=1
中心O′(h,k)
(xh)2(yk)2(yk)2(xh)2
雙曲線:a2-b2=1或a2-b2=1
中心O′(h,k)
拋物線:對稱軸平行于x軸的拋物線方程為 (y-k)2=2p(x-h(huán))或(y-k)2=-2p(x-h(huán)), 頂點O′(h,k).
對稱軸平行于y軸的拋物線方程為:(x-h(huán))2=2p(y-k)或(x-h(huán))2=-2p(y-k) 頂點O′(h,k).
以上方程對應(yīng)的曲線按向量a=(-h(huán),-k)平移,就可將其方程化為圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程的形式.
一、不等式的性質(zhì)
1.兩個實數(shù)a與b之間的大小關(guān)系
(1)a-b>0a>b;
(2)a-b=0a=b;
(3)a-b<0a<b.
a(4)b>1a>b;
若 a、bR,則(5)a
b=1a=b;
(6)a
b<1a<b.
2.不等式的性質(zhì)
(1)a>bb<a(對稱性)
(2)a>b
b>c a>c(傳遞性
)
(3)a>ba+c>b+c(加法單調(diào)性)
a>b
c>0 ac>bc
(4) (乘法單調(diào)性)
a>b
c<0 ac<bc
(5)a+b>ca>c-b(移項法則)
(6)a>b
c>da+c>b+d(同向不等式可加)
(7)a>b
c<da-c>b-
d(異向不等式可減)
(8)a>b>0
c>d>0ac>bd(同向正數(shù)不等式可乘)(9)a>b>0
0<c<dab
c>d(異向正數(shù)不等式可除)
(10)a>b>0nn
nNa>b(正數(shù)不等式可乘方)
(11)a>b>0
N a>nb(正數(shù)不等式可開方)
(12)a>b>01
a<1
b(正數(shù)不等式兩邊取倒數(shù))
3.絕對值不等式的性質(zhì)
(1)|a|≥a;|a|=a (a≥0),
-a (a<0).
(2)如果a>0,那么
|x|<ax2<a2-a<x<a;
|x|>ax2>a2x>a或x<-a.
(3)|a²b|=|a|²|b|.
(4)|a
b|=|a|
|b| (b≠0).
(5)|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|.
(6)|a1+a2+„„+an|≤|a1|+|a2|+„„+|an|.
二、不等式的證明
1.不等式證明的依據(jù)
(1)實數(shù)的性質(zhì):a、b同號ab>0;a、b異號ab<0
a-b>0a>b;a-b<0a<b;a-b=0a=b
(2)不等式的性質(zhì)(略)
(3)重要不等式:①|(zhì)a|≥0;a2≥0;(a-b)2≥0(a、b∈R)
②a2+b2≥2ab(a、b∈R,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時取“=”號)
③ab≥、bR
2,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時取“=”號)
2.不等式的證明方法
(1)比較法:要證明a>b(a<b),只要證明a-b>0(a-b<0),這種證明不等式的方法叫做比較法.
用比較法證明不等式的步驟是:作差——變形——判斷符號.
(2)綜合法:從已知條件出發(fā),依據(jù)不等式的性質(zhì)和已證明過的不等式,推導(dǎo)出所要證明的不等式成立,這種證明不等式的方法叫做綜合法.
(3)分析法:從欲證的不等式出發(fā),逐步分析使這不等式成立的充分條件,直到所需條件已判斷為正確時,從而斷定原不等式成立,這種證明不等式的方法叫做分析法.
證明不等式除以上三種基本方法外,還有反證法、數(shù)學(xué)歸納法等.
三、解不等式
1.解不等式問題的分類
(1)解一元一次不等式.
(2)解一元二次不等式.
(3)可以化為一元一次或一元二次不等式的不等式.
①解一元高次不等式;
②解分式不等式;
③解無理不等式;
④解指數(shù)不等式;
⑤解對數(shù)不等式;
⑥解帶絕對值的不等式;
⑦解不等式組.
2.解不等式時應(yīng)特別注意下列幾點:
(1)正確應(yīng)用不等式的基本性質(zhì).
(2)正確應(yīng)用冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)的增、減性.
(3)注意代數(shù)式中未知數(shù)的取值范圍.
3.不等式的同解性
(1)f(x)²g(x)>0與 f(x)>0
g(x)>0 或f(x)<0
g(x)<0同解.
(2)f(x)²g(x)<0與f(x)>0f(x)<0
g(x)<0 或同解.
g(x)>0(3)f(x)>0f(x)<0f(x)>0與 或同解.(g(x)≠0)g(x)g(x)>0g(x)<0
f(x)>0f(x)<0f(x)(4)<0與 或 同解.(g(x)≠0)g(x)g(x)<0g(x)>0
(5)|f(x)|<g(x)與-g(x)<f(x)<g(x)同解.(g(x)>0)
(6)|f(x)|>g(x)①與f(x)>g(x)或f(x)<-g(x)(其中g(shù)(x)≥0)同解;②與g(x)<0同解.
f(x)>[g(x)]2
(7)f(x)>g(x)與 f(x)≥0或
f(x)≥0
g(x)<同解.
g(x)≥00
(8)f(x)<g(x)與f(x)<[g(x)]2
≥0同解.
f(x)
(9)當(dāng)a>1時,af(x)>ag(x)與f(x)>g(x)同解,當(dāng)0<a<1時,af(x)>ag(x)與f(x)<g(x)同解.
(10)當(dāng)a>1時,logf(x)>g(x)
af(x)>logag(x)與同解.
f(x)>0
f(x)<g(x)
當(dāng)0<a<1時,log
af(x)>logag(x)與 f(x)>0同解.
g(x)>0
單元知識總結(jié)
一、坐標(biāo)法
1.點和坐標(biāo)
建立了平面直角坐標(biāo)系后,坐標(biāo)平面上的點和一對有序?qū)崝?shù)(x,y)建立了一一對應(yīng)的關(guān)系.
2.兩點間的距離公式
設(shè)兩點的坐標(biāo)為P1(x1,y1),P2(x2,y2),則兩點間的距離
|P1P2|=(x2x1)2(y2y1)2特殊位置的兩點間的距離,可用坐標(biāo)差的絕對值表示:
(1)當(dāng)x1=x2時(兩點在y軸上或兩點連線平行于y軸),則
|P1P2|=|y2-y1|
(2)當(dāng)y1=y2時(兩點在x軸上或兩點連線平行于x軸),則
|P1P2|=|x2-x1|
3.線段的定比分點
(1)定義:設(shè)P點把有向線段P1P2分成P1P和PP2兩部分,那么有向
線段P1P和PP2的數(shù)量的比,就是P點分P1P2所成的比,通常用λ表示,即λ=P1P
PP,點P叫做分線段P1P2為定比λ的定比分點.
2
當(dāng)P點內(nèi)分P1P2時,λ>0;當(dāng)P點外分P1P2時,λ<0.
(2)公式:分P1(x1,y2)和P2(x2,y2)連線所成的比為λ的分點坐標(biāo)是
xx1λx2
1λ
(λ≠1)yy1λy2
1λ
特殊情況,當(dāng)P是P1P2的中點時,λ=1,得線段P1P2的中點坐標(biāo)
公式
xx1x2
2
yy1y2
2
二、直線
1.直線的傾斜角和斜率
(1)當(dāng)直線和x軸相交時,把x軸繞著交點按逆時針方向旋轉(zhuǎn)到和直線重合時所轉(zhuǎn)的最小正角,叫做這條直線的傾斜角.
當(dāng)直線和x軸平行線重合時,規(guī)定直線的傾斜角為0.
所以直線的傾斜角α∈[0,π).
(2)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k=tanα(α≠π
2).
∴當(dāng)k≥0時,α=arctank.(銳角)
當(dāng)k<0時,α=π-arctank.(鈍角)
(3)斜率公式:經(jīng)過兩點P1(x1,y1)、P2(x2,y2)的直線的斜率為
k=y2y1
xx(x1≠x2)
21
2.直線的方程
(1)點斜式 已知直線過點(x0,y0),斜率為k,則其方程為:y-y0=k(x-x0)
(2)斜截式 已知直線在y軸上的截距為b,斜率為k,則其方程為:y=kx+b
(3)兩點式 已知直線過兩點(x1,y1)和(x2,y2),則其方程為:
yy1
y=xx1(x1≠x2)
2y1x2x1
(4)截距式 已知直線在x,y軸上截距分別為a、b,則其方程為: xy
ab1
(5)參數(shù)式 已知直線過點P(x0,y0),它的一個方向向量是(a,b), 則其參數(shù)式方程為xx0at
yy(t為參數(shù)),特別地,當(dāng)方向向量為
0bt
v(cosα,sinα)(α為傾斜角)時,則其參數(shù)式方程為
xx0tcosα
yy(t為參數(shù))
0tsinα
這時,t的幾何意義是tv=p→→
0p,|t|=|p0p|=|p0p|
(6)一般式 Ax+By+C=0 (A、B不同時為0).
(7)特殊的直線方程
①垂直于x軸且截距為a的直線方程是x=a,y軸的方程是x=0. ②垂直于y軸且截距為b的直線方程是y=b,x軸的方程是y=0.
3.兩條直線的位置關(guān)系
(1)平行:當(dāng)直線l1和l2有斜截式方程時,k1=k2且b1≠b2.ABC當(dāng)l1和l2是一般式方程時,1
A11
B≠
22C2
(2)重合:當(dāng)l1和l2有斜截式方程時,k1=k2且b1=b2,當(dāng)l1和l2是
一般方程時,A1B1C1
A
2B2C2
(3)相交:當(dāng)l1,l2是斜截式方程時,k1≠k2
當(dāng)llA2B1
1,2是一般式方程時,A≠
2B2
交點:A1xB1yC10
①A2xB2yC20的解
斜到角:ltanθk2k1
1到l2的角(1k1k2≠
交1k1k0)
2
夾角公式:l|k2k1
1和l2夾角tanθ1k|(1k1k2≠0)
1k2
②垂直當(dāng)l1和l2有敘截式方程時,k1k2=-1
當(dāng)l1和l2是一般式方程時,A1A2+B1B2=0
4.點P(x0,y0)與直線l:Ax+By+C=0的位置關(guān)系:
Ax0+By0+C=0P在直線l上(點的坐標(biāo)滿足直線方程)
Ax0+By0+C≠0P在直線l外.
點P(xC|
0,y0)到直線l的距離為:d=|Ax0+By0+
A2B2
5.兩條平行直線l1∶Ax+By+C1=0,l2∶Ax+By+C2=0間
的距離為:d=|C1C2|
A2B2.
6.直線系方程
具有某一共同屬性的一類直線的集合稱為直線系,它的方程的特點是除含坐標(biāo)變量x,y以外,還含有特定的系數(shù)(也稱參變量).
確定一條直線需要兩個獨立的條件,在求直線方程的過程中往往先根據(jù)一個條件寫出所求直線所在的直線系方程,然后再根據(jù)另一個條件來確定其中的參變量.
(1)共點直線系方程:經(jīng)過兩直線l1∶A1x+B1y+C1=0,l2∶A2x+B2y+C2=0的交點的直線系方程為:A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0,其中λ是待定的系數(shù).
在這個方程中,無論λ取什么實數(shù),都得不到A2x+B2y+C2=0,因此它不表示l2.當(dāng)λ=0時,即得A1x+B1y+C1=0,此時表示l1.
(2)平行直線系方程:直線y=kx+b中當(dāng)斜率k一定而b變動時,表示平行直線系方程.與直線Ax+By+C=0平行的直線系方程是Ax+By+λ=0(λ≠C),λ是參變量.
(3)垂直直線系方程:與直線Ax+By+C=0(A≠0,B≠0)垂直的直線系方程是:Bx-Ay+λ=0.
如果在求直線方程的問題中,有一個已知條件,另一個條件待定時,可選用直線系方程來求解.
7.簡單的線性規(guī)劃
(1)二元一次不等式Ax+By+C>0(或<0)表示直線Ax+By+C=0某一側(cè)所有點組成的平面區(qū)域.
二元一次不等式組所表示的平面區(qū)域是各個不等式所表示的平面點集的交集,即各個不等式所表示的平面區(qū)域的公共部分.
(2)線性規(guī)劃:求線性目標(biāo)函數(shù)在線性約束條件下的值或最小值的問題,稱為線性規(guī)劃問題,
例如,z=ax+by,其中x,y滿足下列條件:
A1x+B1y+C1≥0(或≤0)
A2x+B2y+C2≥0(或≤0)(*)„„
Anx+Bnx+Cn≥0(或≤0)
求z的值和最小值,這就是線性規(guī)劃問題,不等式組(*)是一組對變量x、y的線性約束條件,z=ax+by叫做線性目標(biāo)函數(shù).滿足線性約束條件的解(x,y)叫做可行解,由所有可行解組成的集合叫做可行域,使線性目標(biāo)函數(shù)取得值和最小值的可行解叫做解.
三、曲線和方程
1.定義
在選定的直角坐標(biāo)系下,如果某曲線C上的點與一個二元方程f(x,y)=0的實數(shù)解建立了如下關(guān)系:
(1)曲線C上的點的坐標(biāo)都是方程f(x,y)=0的解(一點不雜);
(2)以方程f(x,y)=0的解為坐標(biāo)的點都是曲線C上的點(一點不漏).
這時稱方程f(x,y)=0為曲線C的方程;曲線C為方程f(x,y)=0的曲線(圖形). 設(shè)P={具有某種性質(zhì)(或適合某種條件)的點},Q={(x,y)|f(x,y)=0},若設(shè)點M的坐標(biāo)為(x0,y0),則用集合的觀點,上述定義中的兩條可以表述為:
(1)M∈P(x0,y0)∈Q,即PQ;
(2)(x0,y0)∈QM∈P,即QP.
以上兩條還可以轉(zhuǎn)化為它們的等價命題(逆否命題):
(1)(x0,y0)QMP;
(2)MP(x0,y0)Q.
顯然,當(dāng)且僅當(dāng)PQ且QP,即P=Q時,才能稱方程f(x,y)=0
為曲線C的方程;曲線C為方程f(x,y)=0的曲線(圖形).
2.曲線方程的兩個基本問題
(1)由曲線(圖形)求方程的步驟:
①建系,設(shè)點:建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,用變數(shù)對(x,y)表示曲線上任意一點M的坐標(biāo);②立式:寫出適合條件p的點M的集合p={M|p(M)};
③代換:用坐標(biāo)表示條件p(M),列出方程f(x,y)=0;
④化簡:化方程f(x,y)=0為最簡形式;
⑤證明:以方程的解為坐標(biāo)的點都是曲線上的點.
上述方法簡稱“五步法”,在步驟④中若化簡過程是同解變形過程;或最簡方程的解集與原始方程的解集相同,則步驟⑤可省略不寫,因為此時所求得的最簡方程就是所求曲線的方程.
(2)由方程畫曲線(圖形)的步驟:
①討論曲線的對稱性(關(guān)于x軸、y軸和原點);
②求截距:
方程組f(x,y)0
y0的解是曲線與x軸交點的坐標(biāo);方程組f(x,y)0
x0的解是曲線與y軸交點的坐標(biāo);
③討論曲線的范圍;
④列表、描點、畫線.
3.交點
求兩曲線的交點,就是解這兩條曲線方程組成的方程組.
4.曲線系方程
過兩曲線f1(x,y)=0和f2(x,y)=0的交點的曲線系方程是f1(x,y)+λf2(x,y)=0(λ∈R).
四、圓
1.圓的定義
平面內(nèi)與定點距離等于定長的點的集合(軌跡)叫圓.
2.圓的方程
(1)標(biāo)準(zhǔn)方程(x-a)2+(y-b)2=r2.(a,b)為圓心,r為半徑. 特別地:當(dāng)圓心為(0,0)時,方程為x2+y2=r2
(2)一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0
配方(xD2E2D2
2)(y2)E24F
4
當(dāng)D2+E2-4F>0時,方程表示以(-DE
2,-2)為圓心,以
1
2D2E24F為半徑的圓;
當(dāng)D2+E2-4F=0時,方程表示點(-D
2,-E
2)
當(dāng)D2+E2-4F<0時,方程無實數(shù)解,無軌跡.
(3)參數(shù)方程 以(a,b)為圓心,以r為半徑的圓的參數(shù)方程為 xarcosθ
ybrsinθ(θ為參數(shù))
特別地,以(0,0)為圓心,以r為半徑的圓的參數(shù)方程為xrcosθ(θ為參數(shù))yrsinθ
3.點與圓的位置關(guān)系
設(shè)點到圓心的距離為d,圓的半徑為r.
(1)點在圓外d>r;
(2)點在圓上d=r;
(3)點在圓內(nèi)d<r.
4.直線與圓的位置關(guān)系
設(shè)直線l:Ax+By+C=0和圓C:(x-a)2+(y-b)2=r2,則
d|AaBbC|
A2B2.
(1)相交直線與圓的方程組成的方程組有兩解,△>0或d<r;
(2)相切直線與圓的方程組成的方程組有一組解,△=0或d=r;
(3)相離直線與圓的方程組成的方程組無解,△<0或d>r.
5.求圓的切線方法
(1)已知圓x2+y2+Dx+Ey+F=0.
①若已知切點(x0,y0)在圓上,則切線只有一條,其方程是
xD(xx0)E(y
0xy0y2y0)
2F0.
當(dāng)(xx0xy0y
0,y0)在圓外時,x0x+y0y+D(2)+E(2)+F=0表示
過兩個切點的切點弦方程.
②若已知切線過圓外一點(x0,y0),則設(shè)切線方程為y-y0=k(x-x0),再利用相切條件求k,這時必有兩條切線,注意不要漏掉平行于y軸的切線.
③若已知切線斜率為k,則設(shè)切線方程為y=kx+b,再利用相切條件求b,這時必有兩條切線.
(2)已知圓x2+y2=r2.
①若已知切點P0(x0,y0)在圓上,則該圓過P0點的切線方程為x0x+y0y=r2. ②已知圓的切線的斜率為k,圓的切線方程為y=kx±rk21.
6.圓與圓的位置關(guān)系
已知兩圓圓心分別為O1、O2,半徑分別為r1、r2,則(1)兩圓外切|O1O2|=r1+r2;
(2)兩圓內(nèi)切|O1O2|=|r1-r2|;
(3)兩圓相交|r1-r2|<|O1O2|<r1+r2.
單元知識總結(jié)
一、圓錐曲線
1.橢圓
(1)定義
定義1:平面內(nèi)一個動點到兩個定點F1、F2的距離之和等于常數(shù)(大于|F1F2|),這個動點的軌跡叫橢圓(這兩個定點叫焦點).
定義2:點M與一個定點的距離和它到一條定直線的距離的比是常 數(shù)e=c
a(0<e<1)時,這個點的軌跡是橢圓.
(2)圖形和標(biāo)準(zhǔn)方程
8-1的標(biāo)準(zhǔn)方程為:x2y2
圖a2+b2=1(a>b>0)
8-2的標(biāo)準(zhǔn)方程為:x2y2
圖b2+a2=1(a>b>0)
(3)幾何性質(zhì)2.雙曲線
(1)定義
定義1:平面內(nèi)與兩個定點F1、F2的距離的差的絕對值等于常數(shù)(小于|F1F2|)的點的軌跡叫做雙曲線(這兩個定點叫雙曲線的焦點).
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定義2:動點到一定點的距離與它到一條定直線的距離之比是常數(shù)e(e>1)時,這個動點的軌跡是雙曲線(這定點叫做雙曲線的焦點).
(2)圖形和標(biāo)準(zhǔn)方程
圖8-3的標(biāo)準(zhǔn)方程為:
x2y2
a2-b2=1(a>0,b>0)
圖8-4的標(biāo)準(zhǔn)方程為:
y2a2-x2
b2=1(a>0,b>0)
(3)幾何性質(zhì)
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3.拋物線
(1)定義
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平面內(nèi)與一個定點F和一條定直線l的距離相等的點的軌跡叫做拋物線,定點F叫做拋物線的焦點,定直線l叫做拋物線的準(zhǔn)線.
(2)拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,類型及幾何性質(zhì),見下表:
①拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程有以下特點:都以原點為頂點,以一條坐標(biāo)軸為對稱軸;方程不同,開口方向不同;焦點在對稱軸上,頂點到焦點的距離等于頂點到準(zhǔn)線距離.
②p的幾何意義:焦點F到準(zhǔn)線l的距離.
③弦長公式:設(shè)直線為y=kx+b拋物線為y2=2px,|AB|=k2
|x2-x1|=
1
k2|y2-y1|
焦點弦長公式:|AB|=p+x1+x2
4.圓錐曲線(橢圓、雙曲線、拋物線統(tǒng)稱圓錐曲線)的統(tǒng)一定義
與一定點的距離和一條定直線的距離的比等于常數(shù)的點的軌跡叫做圓錐曲線,定點叫做焦點,定直線叫做準(zhǔn)線、常數(shù)叫做離心率,用e表示,當(dāng)0<e<1時,是橢圓,當(dāng)e>1時,是雙曲線,當(dāng)e=1時,是拋物線. 二、利用平移化簡二元二次方程 1.定義
缺xy項的二元二次方程Ax2+Cy2+Dx+Ey+F=0(A、C不同時為0)※,通過配方和平移,化為圓型或橢圓型或雙曲線型或拋物線型方程的標(biāo)準(zhǔn)形式的過程,稱為利用平移化簡二元二次方程.
A=C是方程※為圓的方程的必要條件. A與C同號是方程※為橢圓的方程的必要條件. A與C異號是方程※為雙曲線的方程的必要條件. A與C中僅有一個為0是方程※為拋物線方程的必要條件.
2.對于缺xy項的二元二次方程:
Ax2+Cy2+Dx+Ey+F=0(A,C不同時為0)利用平移變換,可把圓錐曲線的一般
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方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程,其方法有:①待定系數(shù)法;②配方法.
橢圓:(xh)2(yk)2(xh)2(a2+b2=1或yk)2
b2+a2=1
中心O′(h,k)
(xh)2(yk)2(yk)2(xh)2
雙曲線:a2-b2=1或a2-b2=1
中心O′(h,k)
拋物線:對稱軸平行于x軸的拋物線方程為 (y-k)2=2p(x-h(huán))或(y-k)2=-2p(x-h(huán)), 頂點O′(h,k).
對稱軸平行于y軸的拋物線方程為:(x-h(huán))2=2p(y-k)或(x-h(huán))2=-2p(y-k) 頂點O′(h,k).
以上方程對應(yīng)的曲線按向量a=(-h(huán),-k)平移,就可將其方程化為圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程的形式.