中学数学公式

中学数学公式

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  • 初中数学
    • 整式乘法公式
      $$( a + b )( a - b ) = a^2 - b^2$$ $$(a \pm b)^2=a^2 \pm 2ab + b^2$$ $$(a \pm b)(a^2 \mp ab + b^2)=a^3 \pm b^3$$
    • 一元二次方程
      一元二次方程 $ ax^2 + bx + c = 0 $的解为

      $$ x = {- b \pm \sqrt{ b^2 - 4ac } \over {2a} } $$

    • 三角形
      正弦定理

      $$ { a \over \sin{A} } = { b \over \sin{B} } = { c \over \sin{C} } = 2R $$

      余弦定理

      $$ \cos{A} = { b^2 + c^2 - a^2 \over 2bc } $$

    • 圆的周长

      $$ C = 2 \pi R $$

      圆的面积

      $$ S = \pi R^2 $$

      扇形面积

      $$ S = \frac 12 lR $$

  • 高中数学
    • 代数
      • 函数

        $$ \log_a(MN) = \log_a(M) + \log_a(N) $$

        $$ \log_a(\frac{M}{N}) = \log_a(M) - \log_a(N) $$

        $$ \log_a(M^n) = n\log_a(M) $$

        $$ \log_b{M} = \frac{\log_a{M}}{\log_a{b}} $$

      • 数列
        等差数列的和

        $$ S_n = { n( a_1 + a_n ) \over 2 } $$

        等比数列的和

        $$ S_n = \begin{cases} a_1(1 - q^n) \over { 1 - q} & q \neq 1 \\ na_1 & q = 1 \end{cases} $$

        求和公式

        $$ \sum_{k=1}^n k ={ n(n + 1) \over 2 } $$ $$ \sum_{k=1}^n k^2 = { n(n + 1)(2n + 1) \over 6 } $$ $$ \sum_{k=1}^n k^3 = { \left[ { n(n + 1) \over 2 } \right] ^ 2 } $$

      • 排列组合与二项式定理

        $$ A_n^m = \frac{n!}{(n - m)!} = n(n -1)(n - 2)\cdots(n -m + 1) $$

        $$ C_n^m = \frac{A_n^m}{m!} = \frac{n!}{m!(n - m)!} $$

        $$ C_{n+1}^m = C_n^m + C_n^{m - 1} $$

        $$ C_n^m = C_n^{n - m} $$

        $$ (a + b)^n = C_n^0a^n + C_n^1a^{n-1}b + C_n^2a^{n-2}b^2 + \cdots + C_n^nb^n $$

    • 三角函数

      $$ \sin^2{\alpha} + \cos^2{\alpha} = 1 $$

      $$ \sin(\alpha \pm \beta) = \sin{\alpha}\cos{\beta} \pm \cos{\alpha}\sin{\beta} $$

      $$ \cos(\alpha \pm \beta) = \cos{\alpha}\cos{\beta} \mp \sin{\alpha}\sin{\beta} $$

      $$ \tan(\alpha \pm \beta) = \frac{\tan{\alpha} \pm \tan{\beta}}{1 \mp \tan{\alpha}\tan{\beta}} $$

      $$ \sin{2\alpha} = 2\sin{\alpha}\cos{\alpha} $$

      $$ \cos{2\alpha} = \cos^2{\alpha} - \sin^2{\alpha} = 2\cos^2{\alpha} - 1 = 1 - 2\sin^2{\alpha} $$

      $$ \tan{2\alpha} = \frac{2\tan{\alpha}}{1 - \tan^2{\alpha}} $$

      $$ \sin{\frac{\alpha}{2}} = \pm\sqrt{\frac{1 - \cos{\alpha}}{2}} $$

      $$ \cos{\frac{\alpha}{2}} = \pm\sqrt{\frac{1 + \cos{\alpha}}{2}} $$

      $$ \tan{\frac{\alpha}{2}} = \pm\sqrt{\frac{1 - \cos{\alpha}}{1 + \cos{\alpha}}} = \frac{1 - \cos{\alpha}}{\sin{\alpha}} = \frac{\sin{\alpha}}{1 + \cos{\alpha}}$$

      $$ \sin{\alpha} = \frac{2\tan{\frac{\alpha}{2}}}{1 + \tan^2{\frac{\alpha}{2}}} $$

      $$ \cos{\alpha} = \frac{1 - \tan^2{\frac{\alpha}{2}}}{1 + \tan^2{\frac{\alpha}{2}}} $$

      $$ \tan{\alpha} = \frac{2\tan{\frac{\alpha}{2}}}{1 - \tan^2{\frac{\alpha}{2}}} $$

    • 解析几何
      • 直线方程

        $$ y - y_1 = k(x - x_1) $$

        $$ y = kx + b $$

        $$ \frac{y - y_1}{y_2 - y_1} = \frac{x - x_1}{x_2 - x_1} $$

        $$ \frac{x}{a} = \frac{y}{b} = 1 $$

        $$ Ax + By + C = 0 $$

      • 两直线关系
        平行

        $$ l_1 \parallel l_2 \Leftrightarrow \frac{A_1}{A_2} = \frac{B_1}{B_2} \neq \frac{C_1}{C_2} $$

        $$ l_1 \parallel l_2 \Leftrightarrow k_1 = k_2 且 b_1 \neq b_2 $$

        重合

        $$ l_1 与 l_2 重合 \Leftrightarrow \frac{A_1}{A_2} = \frac{B_1}{B_2} = \frac{C_1}{C_2} $$

        $$ l_1 与 l_2 重合 \Leftrightarrow k_1 = k_2 且 b_1 = b_2 $$

        相交

        $$ l_1 与 l_2 相交 \Leftrightarrow \frac{A_1}{A_2} \neq \frac{B_1}{B_2} $$

        $$ l_1 与 l_2 相交 \Leftrightarrow k_1 \neq k_2 $$

        垂直

        $$ l_1 \perp l_2 \Leftrightarrow A_1A_2 + B_1B_2 = 0 $$

        $$ l_1 \perp l_2 \Leftrightarrow k_1k_2 = -1 $$

        $$ l_1到l_2的角$$

        $$ \tan{\theta} = \frac{k_2 - k_1}{1 + k_1k_2}(1 + k_1k_2 \neq 0) $$

      • 点到直线的距离

        $$ d = \frac{\vert Ax_0 + By_0 + C \vert}{\sqrt{A^2 + B^2}} $$

      • 圆锥曲线

        $$圆 (x - a)^2 + (y - b)^2 = R^2 $$

        $$椭圆 \frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1 $$

        $$双曲线 \frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1 $$

        $$抛物线 y^2 = 2px(p \gt 0) $$

    • 立体几何

      $$ S_{圆柱侧} = 2 \pi rh $$

      $$ S_{圆锥侧} = \pi rl $$

      $$ S_{球} = 4 \pi r^2 $$

      $$ V_{圆柱} = \pi r^2h $$

      $$ V_{圆锥} = \frac{1}{3} \pi r^2h $$

      $$ V_{球} = \frac{4}{3} \pi r^3 $$

    • 导数

      $$ c' = 0 $$

      $$ (x^n)' = nx^{n - 1} $$

      $$ (\ln{x})' = \frac{1}{x} $$

      $$ (\log_a{x})' = \frac{1}{x} \log_a{e} $$

      $$ (e^x)' = e^x $$

      $$ (a^x)' = a^x \ln{a} $$

      $$ (\sin{x})' = \cos{x} $$

      $$ (\cos{x})' = - \sin{x} $$

      $$ (u \pm v)' = u' \pm v' $$

      $$ (uv)' = u'v + uv' $$

      $$ (\frac{u}{v})' = \frac{u'v - uv'}{v^2} $$

    • 积分

      $$ \int{0}dx = c $$

      $$ \int{x^m}dx = \frac{1}{m + 1}x^{m+1} + c $$

      $$ \int{\frac{1}{x}}dx = \ln{\vert x \vert} + c $$

      $$ \int{e^x}dx = e^x + c $$

      $$ \int{a^x}dx = \frac{a^x}{\ln{a}} + c $$

      $$ \int{\cos{x}}dx = \sin{x} + c $$

      $$ \int{\sin{x}}dx = - \cos{x} + c $$