公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上的所有点都在这个平面内。
(1)判定直线在平面内的依据
(2)判定点在平面内的方法
公理2:如果两个平面有一个公共点,那它还有其它公共点,这些公共点的集合是一条直线
。
(1)判定两个平面相交的依据
(2)判定若干个点在两个相交平面的交线上
公理3:经过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面。
(1)确定一个平面的依据
(2)判定若干个点共面的依据
推论1:经过一条直线和这条直线外一点,有且仅有一个平面。
(1)判定若干条直线共面的依据
(2)判断若干个平面重合的依据
(3)判断几何图形是平面图形的依据
推论2:经过两条相交直线,有且仅有一个平面。
推论3:经过两条平行线,有且仅有一个平面。
立体几何
直线与平面
空
间
二
直
线
平行直线
公理4:平行于同一直线的两条直线互相平行
等角定理:如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行,并且方向相同,那么这两个角相等。
异面直线
空
间
直
线
和
平
面
位
置
关
系
(1)直线在平面内——有无数个公共点
(2)直线和平面相交——有且只有一个公共点
(3)直线和平面平行——没有公共点
立体几何
直线与平面
直线与平面所成的角
(1)平面的斜线和它在平面上的射影所成的锐角,叫做这条斜线与平面所成的角
(2)一条直线垂直于平面,定义这直线与平面所成的角是直角
(3)一条直线和平面平行,或在平面内,定义它和平面所成的角是00的角
三垂线定理
在平面内的一条直线,如果和这个平面的一条斜线的射影垂直,那么它和这条斜线垂直
三垂线逆定理
在平面内的一条直线,如果和这个平面的一条斜线垂直,那么它和这条斜线的射影垂直
空间两个平面
两个平面平行
判定
性质
(1)如果一个平面内有两条相交直线平行于另一个平面,那么这两个平面平行
(2)垂直于同一直线的两个平面平行
(1)两个平面平行,其中一个平面内的直线必平行于另一个平面
(2)如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行
(3)一条直线垂直于两个平行平面中的一个平面,它也垂直于另一个平面
相交的两平面
二面角:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角,这条直线叫二面角的线,这两个半平面叫二面角的面
二面角的平面角:以二面角的棱上任一点为端点,在两个面内分另作垂直棱的两条射线,这两条射线所成的角叫二面角的平面角
平面角是直角的二面角叫做直二面角
两平面垂直
判定
性质
如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直
(1)若二平面垂直,那么在一个平面内垂直于它们的交线的直线垂直于另一个平面
(2)如果两个平面垂直,那么经过第一个平面内一点垂直于第二个平面的直线,在第一个平面内
立体几何
多面体、棱柱、棱锥
多面体
定义
由若干个多边形所围成的几何体叫做多面体。
棱柱
斜棱柱:侧棱不垂直于底面的棱柱。
直棱柱:侧棱与底面垂直的棱柱。
正棱柱:底面是正多边形的直棱柱。
棱锥
正棱锥:如果棱锥的底面是正多边形,并且顶点在底面的射影是底面的中心,这样的棱锥叫正棱锥。
球
到一定点距离等于定长或小于定长的点的集合。
欧拉定理
简单多面体的顶点数v,棱数e及面数f间有关系:v+f-e=2
解析几何中的基本公式 1、 两点间距离:若 A (x1, y1), B (x 2, y2) ,则 AB (x2 x1)2 (y2 y1)2 2、 平行线间距离:若 l1 : Ax By C1 0, l2 : Ax By C2 0 则: d C1 C2 A2 B2 ③ l1 与 l2 相交 A1 B1 A2 B2
平面解析几何,又称解析几何(英语:Analytic geometry)、坐标几何(英语:Coordinate geometry)或卡氏几何(英语:Cartesian geometry),早先被叫作笛卡儿几何,是一种借助于解析式进行图形研究的几何学分支。
解析几何通常使用二维的平面直角坐标系研究直线、圆、圆锥曲线、摆线、星形线等各种一般平面曲线,使用三维的空间直角坐标系来研究平面、球等各种一般空间曲面,同时研究它们的方程,并定义一些图形的概念和参数。
在中学课本中,解析几何被简单地解释为:采用数值的方法来定义几何形状,并从中提取数值的信息。然而,这种数值的输出可能是一个方程或者是一种几何形状。
1637年,笛卡儿在《方法论》的附录“几何”中提出了解析几何的基本方法。以哲学观点写成的这部法语著作为后来牛顿和莱布尼茨各自提出微积分学提供了基础。
对代数几何学者来说,解析几何也指(实或者复)流形,或者更广义地通过一些复变数(或实变数)的解析函数为零而定义的解析空间理论。
这一理论非常接近代数几何,特别是通过让-皮埃尔·塞尔在《代数几何和解析几何》领域的工作。这是一个比代数几何更大的领域,不过也可以使用类似的方法。
高中立体几何梳理(看完立几无难题!!!)
基本概念
公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上的所有的点都在这个平面内。
公理2:如果两个平面有一个公共点,那么它们有且只有一条通过这个点的公共直线。
公理3: 过不在同一条直线上的三个点,有且只有一个平面。
推论1: 经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面。
推论2:经过两条相交直线,有且只有一个平面。
推论3:经过两条平行直线,有且只有一个平面。
公理4 :平行于同一条直线的两条直线互相平行。
等角定理:如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相同,那么这两个角相等。
空间两直线的位置关系:空间两条直线只有三种位置关系:平行、相交、异面
1、按是否共面可分为两类:
(1)共面: 平行、 相交
(2)异面:
异面直线的定义:不同在任何一个平面内的两条直线或既不平行也不相交。
异面直线判定定理:用平面内一点与平面外一点的直线,与平面内不经过该点的直线是异面直线。
两异面直线所成的角:范围为 ( 0°,90° ) esp空间向量法
两异面直线间距离: 公垂线段(有且只有一条) esp空间向量法
2、若从有无公共点的角度看可分为两类:
(1)有且仅有一个公共点——相交直线;(2)没有公共点—— 平行或异面
直线和平面的位置关系: 直线和平面只有三种位置关系:在平面内、与平面相交、与平面平行
①直线在平面内——有无数个公共点
②直线和平面相交——有且只有一个公共点
直线与平面所成的角:平面的一条斜线和它在这个平面内的射影所成的锐角。
esp空间向量法(找平面的法向量)
规定:a、直线与平面垂直时,所成的角为直角,b、直线与平面平行或在平面内,所成的角为0°角
由此得直线和平面所成角的取值范围为 [0°,90°]
最小角定理: 斜线与平面所成的角是斜线与该平面内任一条直线所成角中的最小角
三垂线定理及逆定理: 如果平面内的一条直线,与这个平面的一条斜线的射影垂直,那么它也与这条斜线垂直
esp直线和平面垂直
直线和平面垂直的定义:如果一条直线a和一个平面 内的任意一条直线都垂直,我们就说直线a和平面 互相垂直直线a叫做平面 的垂线,平面 叫做直线a的垂面。
直线与平面垂直的判定定理:如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直,那么这条直线垂直于这个平面。
直线与平面垂直的性质定理:如果两条直线同垂直于一个平面,那么这两条直线平行。
③直线和平面平行——没有公共点
直线和平面平行的定义:如果一条直线和一个平面没有公共点,那么我们就说这条直线和这个平面平行。
直线和平面平行的判定定理:如果平面外一条直线和这个平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行。
直线和平面平行的性质定理:如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行。
两个平面的位置关系:
(1)两个平面互相平行的定义:空间两平面没有公共点
(2)两个平面的位置关系:
两个平面平行-----没有公共点; 两个平面相交-----有一条公共直线。
a、平行
两个平面平行的判定定理:如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行。
两个平面平行的性质定理:如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么交线平行。
b、相交
二面角
(1) 半平面:平面内的一条直线把这个平面分成两个部分,其中每一个部分叫做半平面。
(2) 二面角:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角。二面角的取值范围为 [0°,180°]
(3) 二面角的棱:这一条直线叫做二面角的棱。
(4) 二面角的面:这两个半平面叫做二面角的面。
(5) 二面角的平面角:以二面角的棱上任意一点为端点,在两个面内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线所成的角叫做二面角的平面角。
(6) 直二面角:平面角是直角的二面角叫做直二面角。
esp 两平面垂直
两平面垂直的定义:两平面相交,如果所成的角是直二面角,就说这两个平面互相垂直。记为 ⊥
两平面垂直的判定定理:如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直
两个平面垂直的性质定理:如果两个平面互相垂直,那么在一个平面内垂直于交线的直线垂直于另一个平面。
Attention:
二面角求法:直接法(作出平面角)、三垂线定理及逆定理、面积射影定理、空间向量之法向量法(注意求出的角与所需要求的角之间的等补关系)
多面体
棱柱
棱柱的定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且每两个四边形的公共边都互相平行,这些面围成的几何体叫做棱柱。
棱柱的性质
(1)侧棱都相等,侧面是平行四边形
(2)两个底面与平行于底面的截面是全等的多边形
(3)过不相邻的两条侧棱的截面(对角面)是平行四边形
棱锥
棱锥的定义:有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,这些面围成的几何体叫做棱锥
棱锥的性质:
(1) 侧棱交于一点。侧面都是三角形
(2) 平行于底面的截面与底面是相似的多边形。且其面积比等于截得的棱锥的高与远棱锥高的比的平方
正棱锥
正棱锥的定义:如果一个棱锥底面是正多边形,并且顶点在底面内的射影是底面的中心,这样的棱锥叫做正棱锥。
正棱锥的性质:
(1)各侧棱交于一点且相等,各侧面都是全等的等腰三角形。各等腰三角形底边上的高相等,它叫做正棱锥的斜高。
(3) 多个特殊的直角三角形
esp: a、相邻两侧棱互相垂直的正三棱锥,由三垂线定理可得顶点在底面的射影为底面三角形的垂心。
b、四面体中有三对异面直线,若有两对互相垂直,则可得第三对也互相垂直。且顶点在底面的射影为底面三角形的垂心。
Attention:
1、 注意建立空间直角坐标系
2、 空间向量也可在无坐标系的情况下应用
多面体欧拉公式:V(角)+F(面)-E(棱)=2
正多面体只有五种:正四、六、八、十二、二十面体。
球
attention:
1、 球与球面积的区别
2、 经度(面面角)与纬度(线面角)
3、 球的表面积及体积公式
4、 球内两平行平面间距离的多解性
基础几何公式
1
三角形:不在同一直线上的三点可以构成一个三角形;三角形内角和等于180°;三角形中任两
边之和大于第三边、任两边之差小于第三边;
(1)角平分线:三角形一个的角的平分线和这个角的对边相交,这个角的顶点和交点之间的线段,叫做三角形的角的平分线
(2)三角形的中线:连结三角形一个顶点和它对边中点的线段叫做三角形的中线
(3)三角形的高:三角形一个顶点到它的对边所在直线的垂线段,叫做三角形的高
(4)三角形的中位线:连结三角形两边中点的线段,叫做三角形的中位线
(5)内心:角平分线的交点叫做内心;内心到三角形三边的距离相等
重心:中线的交点叫做重心;重心到每边中点的距离等于这边中线的三分之一
垂线:高线的交点叫做垂线;三角形的一个顶点与垂心连线必垂直于对边
外心:三角形三边的垂直平分线的交点,叫做三角形的外心外心到三角形的三个顶点的距离相等
直角三角形:有一个角为90度的三角形,就是直角三角形
直角三角形的性质:
(1)直角三角形两个锐角互余;
(2)直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半;
(3)直角三角形中,如果有一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于斜边的一半;
(4)直角三角形中,如果有一条直角边等于斜边的一半,那么这条直角边所对的锐角是30°;
(5)直角三角形中,c2=a2+b2(其中:a、b为两直角边长,c为斜边长);
(6)直角三角形的外接圆半径,同时也是斜边上的中线;
直角三角形的判定:
(1)有一个角为90°;
(2)边上的中线等于这条边长的一半;
(3)若c2=a2+b2,则以a、b、c为边的三角形是直角三角形;
2
面积公式:
正方形=边长×边长;
长方形=
长×宽;
三角形=
×
底×高;
梯形
=
;
圆形
=
R2
平行四边形=底×高
扇形
=
R2
正方体=6×边长×边长
长方体=2×(长×宽+宽×高+长×高);
圆柱体=2πr2+2πrh;
球的表面积=4
R2
3
体积公式
正方体=边长×边长×边长;
长方体=长×宽×高;
圆柱体=底面积×高=Sh=πr2h
圆锥
=
πr2h
球
=
4
与圆有关的公式
设圆的半径为r,点到圆心的距离为d,则有:
(1)d<r:点在圆内(即圆的内部是到圆心的距离小于半径的点的集合);
(2)d=r:点在圆上(即圆上部分是到圆心的距离等于半径的点的集合);
(3)d>r:点在圆外(即圆的外部是到圆心的距离大于半径的点的集合);
线与圆的位置关系的性质和判定:
如果⊙O的半径为r,圆心O到直线
的距离为d,那么:
(1)直线
与⊙O相交:d<r;
(2)直线
与⊙O相切:d=r;
(3)直线
与⊙O相离:d>r;
圆与圆的位置关系的性质和判定:
设两圆半径分别为R和r,圆心距为d,那么:
(1)两圆外离:
;
(2)两圆外切:
;
(3)两圆相交:
(
);
(4)两圆内切:
(
);
(5)两圆内含:
(
).
圆周长公式:C=2πR=πd
(其中R为圆半径,d为圆直径,π≈31415926≈
);
的圆心角所对的弧长
的计算公式:
=
;
扇形的面积:(1)S扇=
πR2;(2)S扇=
R;
若圆锥的底面半径为r,母线长为l,则它的侧面积:S侧=πr
;
圆锥的体积:V=
Sh=
πr2h
初一常见公式:
正弦定理 a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R 注: 其中 R 表示三角形的外接圆半径
余弦定理 b2=a2+c2-2accosB 注:角B是边a和边c的夹角
圆的标准方程 (x-a)2+(y-b)2=r2 注:(a,b)是圆心坐标
圆的一般方程 x2+y2+Dx+Ey+F=0 注:D2+E2-4F>0
抛物线标准方程 y2=2px y2=-2px x2=2py x2=-2py
直棱柱侧面积 S=ch 斜棱柱侧面积 S=c'h
正棱锥侧面积 S=1/2ch' 正棱台侧面积 S=1/2(c+c')h'
圆台侧面积 S=1/2(c+c')l=pi(R+r)l 球的表面积 S=4pir2
圆柱侧面积 S=ch=2pih 圆锥侧面积 S=1/2cl=pirl
弧长公式 l=ar a是圆心角的弧度数r >0 扇形面积公式 s=1/2lr
锥体体积公式 V=1/3SH 圆锥体体积公式 V=1/3pir2h
斜棱柱体积 V=S'L 注:其中,S'是直截面面积, L是侧棱长
柱体体积公式 V=sh 圆柱体 V=pir2h
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