高中数学必修2
第一章 立体几何初步
特殊几何体表面积公式(c 为底面周长,h 为高,'h 为斜高,l 为母线)
ch S =直棱柱侧面积
'21
ch S =正棱锥侧面积
')(2
1
21h c c S +=正棱台侧面积
rh
S π2=圆柱侧
()l r r S +=π2圆柱表
rl
S π=圆锥侧面积
()l r r S +=π圆锥表
l
R r S π)(+=圆台侧面积
()
22R Rl rl r S +++=π圆台表
柱体、锥体、台体的体积公式 V Sh =柱
13V Sh
=锥
'
1()3
V S S h =++台
2V Sh r h π==圆柱
h r V 23
1π=圆锥
'2211()()33
V S S h r rR R h π=++=++圆台
球体的表面积和体积公式:
V 球=3
43R π ; S 球面=24R π
第二章 直线与平面的位置关系
2.1空间点、直线、平面之间的位置关系
1
2 三个公理:
(1
符号表示为
A ∈L
B ∈
L => L α A ∈α B ∈α
公理1作用:判断直线是否在平面内.
(2符号表示为:A 、B 、C 三点不共线 => 有且只有一个平面α, 使A ∈α、B ∈α、C ∈α。
公理2作用:确定一个平面的依据。
(3符号表示为:P ∈α∩β =>α∩β=L ,且P ∈L 公理3作用:判定两个平面是否相交的依据.
2.1.2 空间中直线与直线之间的位置关系 1 空间的两条直线有如下三种关系:
相交直线:同一平面内,有且只有一个公共点;
平行直线:同一平面内,没有公共点;
异面直线: 不同在任何一个平面内,没有公共点。 2 符号表示为:设a 、b 、c 是三条直线
L
A ·
α C ·
B
·
A · α P
· α
L
β 共面直线
a ∥
b
c ∥b
强调:公理4实质上是说平行具有传递性,在平面、空间这个性质都适用。
公理4作用:判断空间两条直线平行的依据。
3
4 注意点:
① a'与b'所成的角的大小只由a 、b 的相互位置来确定,与O 的选择无关,为了简便,点O 一般取在两直线中的一条上; ② 两条异面直线所成的角θ∈(0, ); ③ 当两条异面直线所成的角是直角时,我们就说这两条异面直线互相垂直,记作a ⊥b ;
④ 两条直线互相垂直,有共面垂直与异面垂直两种情形; ⑤ 计算中,通常把两条异面直线所成的角转化为两条相交直线所成的角。
2.1.3 — 2.1.4 空间中直线与平面、平面与平面之间的位置关系
1、直线与平面有三种位置关系:
(1)直线在平面内 —— 有无数个公共点
(2)直线与平面相交 ——
有且只有一个公共点 (3)直线在平面平行 —— 没有公共点
指出:直线与平面相交或平行的情况统称为直线在平面外,可用a α来表示
=>a ∥c
2
a α a∩α=A a∥α
2.2.直线、平面平行的判定及其性质
2.2.1 直线与平面平行的判定
简记为:线线平行,则线面平行。
符号表示:
a α
b β => a∥α
a∥b
2.2.2 平面与平面平行的判定
符号表示:
a β
b β
a∩b = P β∥α
a∥α
b∥α
2、判断两平面平行的方法有三种:
(1)用定义;
(2)判定定理;
(3
2.2.3 —2.2.4直线与平面、平面与平面平行的性质
1
简记为:线面平行则线线平行。
符号表示:
a ∥α
a β a∥b
α∩β= b
作用:利用该定理可解决直线间的平行问题。
符号表示:
α∥β
α∩γ= a a∥b
β∩γ= b
作用:可以由平面与平面平行得出直线与直线平行
2.3直线、平面垂直的判定及其性质
2.3.1直线与平面垂直的判定
1、定义:如果直线L与平面α内的任意一条直线都垂直,我们就说直线L与平面α互相垂直,记作L⊥α,直线L叫做平面α的垂线,平面α叫做直线L的垂
2
注意点: a)定理中的“两条相交直线”这一条件不可忽视;
b)定理体现了“直线与平面垂直”与“直线与直线垂直”互相转化的数学思想。
2.3.2平面与平面垂直的判定
1、二面角的概念:表示从空间一直线出发的两个半平面所组成的图形
A
梭 l β
B
α
2、二面角的记法:二面角α-l-β或α-AB-β
3
1
第三章直线与方程
(1)直线的倾斜角
定义:x 轴正向与直线向上方向之间所成的角叫直线的倾斜角。特别地,当直线
,我们规定它的倾斜角为0度。因此,倾斜角的取值范围是
当直线l 当直线l 与x 轴垂直时, α= 90°, k 不存在.
当[)
90,0∈α时,0≥k ; 当()
180,90∈α时,0 90=α时,k 不存 在。 ②过两点的直线的斜率公式:)(211 21 2x x x x y y k ≠--= ( P1(x1,y1),P2(x2,y2),x1≠x2) 注意下面四点:(1)当21x x =时,公式右边无意义,直线的斜率不存在,倾斜角为90°; (2)k 与P 1、P 2的顺序无关; (3)以后求斜率可不通过倾斜角而由直线上两点的坐标直接求得; (4)求直线的倾斜角可由直线上两点的坐标先求斜率得到。 y =y 1。 当直线的斜率为90°时,直线的斜率不存在,它的方程不能用点斜式表示.但因l 上每一点的横坐标都等于x 1,所以它的方程是x =x 1。 12 (5)两条直线的交点 0:1111=++C y B x A l 0:2222=++C y B x A l 相交 交点坐标即方程组?? ?=++=++0 222111C y B x A C y B x A 的一组解。 方程组无解 //l l ? ; 方程组有无数解?1l 与2l 重合 (6122),y B x y ,()是平面直角坐标系中的两个点, 一点()00,y x P 到直线0:1=++C By Ax l 的距离 (8已知两条平行线直线1l 和2l 的一般式方程为1l :01=++C By Ax , 2l :02=++C By Ax ,则1l 与2l 第四章 圆与方程 1、圆的定义:平面内到一定点的距离等于定长的点的集合叫圆,定点为圆心,定长为 圆的半径。 2(1 点00(,)M x y 与圆2 2 2 ()()x a y b r -+-=的位置关系: 当2200()()x a y b -+->2 r ,点在圆外 当2200()()x a y b -+-=2r ,点在圆上 当2200()()x a y b -+-<2r ,点在圆内 (2当04>-+F E D 时,方程表示圆,此时圆心为? ? ? ? ? --2,2 E D ,半径为 F E D r 42 122-+= 当0422 =-+F E D 时,表示一个点; 当042 2<-+F E D 时,方程不表示任何图形。 (3)求圆方程的方法: 一般都采用待定系数法:先设后求。确定一个圆需要三个独立条件,若利用圆的标准方程, 需求出a ,b ,r ;若利用一般方程,需要求出D ,E ,F ; 另外要注意多利用圆的几何性质:如弦的中垂线必经过原点,以此来确定圆心的位置。 3、直线与圆的位置关系: 直线与圆的位置关系有相离,相切,相交三种情况: (1)设直线0:=++C By Ax l ,圆()()222:r b y a x C =-+-,圆心()b a C ,到l 的距 离为 则有相离与C l r d ?>;相切与C l r d ?=;r d < k 不存在,验证是否成立②k 存在,设点斜式方程, k ,得到方程【一定两解】 (3)22=r 2,圆上一点为(x 0,y 0),则过此点 4、圆与圆的位置关系:通过两圆半径的和(差),与圆心距(d )之间的大小比较来确定。 设圆()()221211:r b y a x C =-+-,()()222222:R b y a x C =-+- 两圆的位置关系常通过两圆半径的和(差),与圆心距(d )之间的大小比较来确定。 当r R d +>时两圆外离,此时有公切线四条; 当r R d +=时两圆外切,连心线过切点,有外公切线两条,内公切线一条; 当r R d r R +<<-时两圆相交,连心线垂直平分公共弦,有两条外公切线; 当R d -= 注意:已知圆上两点,圆心必在中垂线上;已知两圆相切,两圆心与切点共线 圆的辅助线一般为连圆心与切线或者连圆心与弦中点