函数
基本概念:函数是两个非空数集之间的对应关系,对于定义域内的每一个自变量 \(x\),都有唯一的因变量 \(y\) 与之对应,一次函数 \(y = kx + b\)(\(k≠0\))、二次函数 \(y = ax^2 + bx + c\)(\(a≠0\))等都是常见的函数类型。
性质:包括单调性、奇偶性、周期性等,如一次函数 \(y = kx + b\)(\(k>0\) 时在定义域上单调递增,\(k<0\) 时单调递减)、反比例函数 \(y = \frac{k}{x}\)(当 \(k>0\) 时,在 \((-\infty,0)\) 和 \((0,+\infty)\) 上分别单调递减;当 \(k<0\) 时,在 \((-\infty,0)\) 和 \((0,+\infty)\) 上分别单调递增)等。
图像:通过描点法或根据函数的性质可以绘制函数的图像,直观地展示函数的变化趋势和特征,帮助理解函数的性质和解决相关问题。
数列
通项公式:如果数列 \(\{a_n\}\) 的第 \(n\) 项 \(a_n\) 与 \(n\) 之间的关系可以用一个公式来表示,那么这个公式就叫做这个数列的通项公式,如等差数列的通项公式 \(a_n = a_1 + (n - 1)d\) 和等比数列的通项公式 \(a_n = a_1q^{n - 1}\)。
求和方法:有公式法、裂项相消法、错位相减法等,等差数列的前 \(n\) 项和公式 \(S_n = \frac{n(a_1 + a_n)}{2} = na_1 + \frac{n(n - 1)}{2}d\),等比数列的前 \(n\) 项和公式 \(S_n = \frac{a_1(1 - q^n)}{1 - q} = \frac{a_1 - a_1q^n}{1 - q}\)(\(q≠1\))。
三角函数
定义:以直角三角形的边长关系为基础,扩展到单位圆上的定义,如正弦函数 \(\sin\alpha = \frac{y}{r}\),余弦函数 \(\cos\alpha = \frac{x}{r}\),正切函数 \(\tan\alpha = \frac{y}{x}\)(\(x\)、\(y\) 为角 \(\alpha\) 终边上的点的坐标,\(r=\sqrt{x^2 + y^2}\) 为半径)。
性质:包括周期性、奇偶性、单调性、最值等,如正弦函数和余弦函数的最小正周期为 \(2\pi\),正弦函数是奇函数,余弦函数是偶函数,在 \([0,\frac{\pi}{2}]\) 上单调递增,在 \([\frac{\pi}{2},\pi]\) 上单调递减等。
图像:正弦函数 \(y = \sin x\) 的图像是一条波浪形曲线,余弦函数 \(y = \cos x\) 的图像与正弦函数的图像形状相同,只是位置不同,它们之间可以通过平移相互转换。
立体几何
空间几何体的结构特征:认识棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球等简单几何体的结构特征,如棱柱的上下底面平行且全等,侧棱平行且相等;棱锥有一个底面,顶点与底面各顶点的连线称为侧棱等。
表面积和体积:掌握空间几何体的表面积和体积的计算方法,如棱柱的表面积等于侧面积加上两个底面的面积,体积等于底面积乘以高;球的表面积公式 \(S = 4\pi R^2\),体积公式 \(V = \frac{4}{3}\pi R^3\) 等。
空间点、线、面的位置关系:包括平行、垂直的判定和性质定理,如线面平行的判定定理:平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行;面面垂直的性质定理:如果两个平面互相垂直,那么在一个平面内垂直于它们交线的直线垂直于另一个平面等。
解析几何
平面直角坐标系:通过建立平面直角坐标系,将点用坐标表示,进而研究曲线的方程和性质,如圆的标准方程 \((x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2\),椭圆的标准方程 \(\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1\)(\(a>b>0\))等。
直线与圆、圆锥曲线的位置关系:研究直线与圆、椭圆、双曲线、抛物线等圆锥曲线的相交、相切、相离等位置关系,以及相关的弦长、中点等问题,如直线与圆相交时,可通过圆心到直线的距离与半径的大小关系判断位置关系,并利用垂径定理求弦长。
圆锥曲线的性质和应用:圆锥曲线具有很多重要的性质,如椭圆的离心率 \(e = \frac{c}{a}\)(\(0<e<1\)),双曲线的离心率 \(e = \frac{c}{a}\)(\(e>1\)),抛物线的离心率 \(e = 1\);椭圆的准线方程等,这些性质在解决实际问题中有广泛应用,如卫星轨道、光学反射等方面。
导数及其应用
导数的概念:导数是研究函数变化率的数学工具,它反映了函数在某一点处的瞬时变化率,函数 \(y = f(x)\) 在点 \(x_0\) 处的导数 \(f'(x_0) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(x_0 + \Delta x) - f(x_0)}{\Delta x}\)。
导数的运算:掌握基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则,能够对常见函数进行求导运算,如 \((x^n)' = nx^{n - 1}\),\((\sin x)' = \cos x\),\((\ln x)' = \frac{1}{x}\) 等。
导数的应用:利用导数研究函数的单调性、极值和最值等,如当 \(f'(x)>0\) 时,函数 \(f(x)\) 在该区间上单调递增;当 \(f'(x)<0\) 时,函数 \(f(x)\) 在该区间上单调递减;函数的极值点可以通过令 \(f'(x)=0\) 求得,并通过判断导数在该点两侧的符号确定是极大值还是极小值。
概率与统计
概率:研究随机事件发生的可能性大小,包括古典概型、几何概型等,古典概型是指在试验中所有可能出现的基本事件是有限的,而且每个基本事件出现的可能性相等,其概率计算公式为 \(P(A) = \frac{m}{n}\)(\(m\) 为事件 \(A\) 包含的基本事件的个数,\(n\) 为试验的所有基本事件的总数);几何概型是指在试验中所有可能出现的结果有无限多个,且每个结果出现的可能性相等,其概率计算公式为 \(P(A) = \frac{\text{构成事件 } A \text{ 的区域长度(或面积、体积等)}}{\text{试验的全部结果所构成的区域长度(或面积、体积等)}}\)。
统计:通过对数据的收集、整理、分析,了解数据的分布特征和规律,包括用样本估计总体,如用样本的频率分布直方图估计总体的概率密度函数,用样本的平均数估计总体的均值,用样本的方差估计总体的方差等;还有线性回归分析,用于研究两个变量之间的线性相关关系,建立回归方程进行预测和分析。