平方差:(A+B)(A-B)=A^2-B^2;完全平方:(a±b)^2=a^2±2ab+b^2
x^2+(p+q)x+pq=(x+p)(x+q); 圆锥体积是等底等高 圆柱体的1/3
二次根式:√A√B=√(AB);A√C±B√C=(A±B)√C
(A+N)/(B+N)=C;则N=(A-BC)/(C-1)
正圆球体积:4/3派R立方(或1/6派D立方);表面积:4派R平方
海伦_秦九韶,三角形面积公式:设三边长为A、B、C,面积为S;周长的一半P为(A+B+C)/2
S=√[P(P-A)(P-B)(P-C)] 降次:(MX+N)^2=p,则MX+N=±√P
一元二次方程公式:AX^2+BX+C=0;则X={√[(B^2-4AC)/2A]}-B 另有因式分解法
根与系数:例X^2+6X-16=0,解得X1=2,X2=-8;X1+X2=-6(一次项系数的相反数),X1X2=-16(常数项)
黄金分割:把一条线段分为两段,使较长的那段与全长的比值和较短的那段与较长的那段比值,两者相等
(√5-1)/2≈0618 五角星第一笔线段有三个比值为黄金分割
两元一次方程:1、代入转换 2、如有系数相同或相反,则加减
对于X的每一个确定值,Y都有唯一确定的值与其对应 那么X就是自变量,Y是X的函数
如果当X=A时,Y=B 那么B就叫做当自变量的值为A时的函数值
Y=KX形式,为正比例函数[K为常数(比例系数)];Y=KX+B与Y=KX为平移关系
(B为单位长度,>0向上平移,<0向下平移)
当K>0时,直线Y=KX+B由左至右上升,随X增大而增大;<0时,下降、随X增大而减少
解析图象坐标:(3,5)、(-4,-9) 设Y=KX+B
3K+B=5;-4K+B=-9 解得K=2,B=-1 所以解析式为Y=2X-1
A有200吨,B有300吨 A送C、D的收费分别为20、25元/吨
B送C、D的收费分别为15、24元/吨 C需240吨,D需260吨 怎样运送收费最少?
设总费用为Y元;A送C,为X吨 则:
A送D,200-X;B送C,240-X;B送D,60+X 注:B→D,260-(200-X)=60+X 单位:吨
Y=20X+25(200-X)+15(240-X)+24(60+X);Y=4X+10040(0不大于X,不大于200)
解得A送C为0吨,送D为200吨;B送C为240吨,送D为60吨;总费用最少值为10040元
Y=K/X为反比例函数,图象为双曲线;当K>0时,分别位于第一、第三象限,Y随X的增大而减小
当K<0时,双曲线的两支分别位于第二、第四象限,在每个象限内,Y值随X值的增大而增大
反比例函数图象经过A(2,6) 问1:分布在哪些象限?Y随X的增大如何变化?
问2:点B(3,4)、C(-2又1/2,-4又4/5)和D(2,5)是否在这个函数的图象上?
答1:设Y=K/X,把A(2,6)代入得,6=K/2,K=12表达式为Y=12/X
因为K>0,所以这个函数图象在第一、第三象限,Y随X的增大而减少
答2:将B、C、D的坐标代入Y=12/X,可知B、C的坐标满足函数关系式,D不满足(略)
一梯子靠在垂直墙上,弦3米,股25米 如果梯子沿墙滑下05米,则勾也增加05米?
答:3^2-2^2=5; 3^2-25^2=275; √5-√275≈2236-1658≈0578 勾大约增加了0578米
加权平均数,有表示数据重要程度的意思 很多情况下不应以算术平均数……
一家公司打算招聘一名英文翻译员,对甲、乙两名应试者进行了测试,成绩分数如下:
甲:听85、说83、读78、写75; 乙:听73、说80、读85、写82
问1:招一名口语能力比较强的,听说读写成绩分别按3:3:2:2 应该录取谁?
问2:招一名笔译能力比较强的,听说读写成绩分别按2:2:3:3 应该录取谁?
问1思路:甲(853+833+782+752)/(3+3+2+2);乙类同 最后比较甲乙各加权平均数的大小
问2思路:类同问1 甲(852+832+783+753)/(2+2+3+3)
如数据的个数为偶,则中间两个数据的平均数叫这个数据的中位数;为奇,则直取中间
在一组数据中,出现最多的数据就是这一组数据的众数
一组数据中的最大数据与最小数据的差叫做这组数据的极差 常用方差衡量一组数据的波动大小
一组数据方差计算:(每个数据 - 平均数)的平方,所有数据的方差之和除以组数N
[(X1-X均)^2+(X2-X均)^2+(X3-X均)^2……]/N;另外还可以之差之和除以组数N
把一个图形沿某一中心轴划分为两边,如果这两边全等,那么这个图形就为轴对称图形
一个图形绕着某一点旋转180度,与另一边图形重合,那么就是关于这两个图形的点对称(也叫中心对称)
连接圆上任意两点的线段,叫做“弦”;经过圆心的弦叫做“直径” 圆上(圆周)的两点可以确立一个“弧线”
弧上任意两点分别与圆心作线段,与圆心所形成的夹角为圆心角
弧上任意一点分别与弧上任意两点作线段,与圆周所形成的夹角为圆周角
在同圆或等圆中:
1、圆周角的度数等于它所对的弧线度数的一半;圆心角度数等于它所对的弧线度数
由此可知,圆周角的度数等于同弧或等弧的圆心角度数的一半
2、同弧或等弧中的所有圆周角彼此相等;所有圆心角也彼此相等
3、半圆(或直径)所对圆周角是直角;反过来,它所对的弦是直径
4、圆内接四边形的对角互补;任意一个外角都等于它的内对角。
直线与圆的位置关系:1、直线在圆外,没有公共点,称这条直线和圆相离
2、直线过弧上的两点,它们有两个公共点,这条直线叫做圆的割线(称直线和圆相交)?相割?
3、直线过弧上的一点,它们只有一个公共点(切点),这条直线叫做圆的切线(称直线和圆相切)
4、在圆外的一点作切线,这点到切点的距离叫做这点到圆的切线长
从圆外一点可以引圆的两条切线,它们的切线长相等,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角
例△ABC内画内接圆:分别画∠B和∠C的平分线使它们相交;相交的这一点为三角形的内心,也是圆的圆心
圆与圆的位置关系:1、如果两个圆没有公共点,那么它们为“相离”
(1)一个圆在另一个圆内,但没有公共点,那么它们为“内含”
(2)一个圆不在另一个圆内,并且没有公共点,那么它们为“外离”
2、(1)一个圆在另一个圆内,有一个公共点,那么它们为“内切”
(2)一个圆不在另一个圆内,但有一个公共点,那么它们为“外切”
3、两个圆有两个公共点,那么它们为“相交”
圆内接正多边形的中心为圆心(共心)、共半径;正多边形每一边所对的圆心角是它的中心角;
中心到正多边形一边的距离叫做它的边心距
例:有一个亭子,它的地基是半径4M的正六边形,求地基的周长和面积
答1:可知,它的中心角是360°/6=60°,外接圆内可画为正△
因此它的每条边长等于它的半径:边数每边长=周长=64=24(M);
答2:周长边心距/2=该六边形地基的面积 勾股求出边心距:
√[4^2-(4/2)^2]=√12=√3√4=2√3; 242√3/2≈416(M^2)
弧长计算:圆心角度数圆周率半径/180,也就是 L=N派R/180
扇形面积:S=N派R的平方/360;或S=LR/2 圆锥表面顶点到底面圆周的线段叫母线L
圆锥体表面积:派R平方+派RL;其中母线L=√(H^2+r^2)
概率初步:可能发生也可能不发生的事件,称为“随机事件”一定会发生的是“必然事件”
事件A发生的频率M/N会稳定在某个常数p附近,这个常数p就叫做事件A的概率 P(A)=p
P(A)=p,它的值为不小于0,不大于1 注:小“p”
一般地,如果在一次试验中,有N种可能的结果,并且它们发生的可能性都相等,
事件A包含其中的M种结果,那么事件A发生的概率为P(A)=M/N
例:同时掷两个质地均匀的色子,计算下列事件的概率:(1)两个色子的点数相同;
(2)两个色子点数的和是9; (3)至少有一个色子的点数为2
分析:(1)两个色子掷出来共有66=36种结果 所以点数相同的概率为6/36=1/6
(2)两个色子点数之和有3+6、4+5、5+4、6+3四种结果,所以概率为4/36=1/9
(3)一二、二二……六种结果;二一、二三、二四……五种结果;所以概率为11/36
布丰投针:在平面上画有一组间距为D的平行线,将一根长度为L(L<D)的针任意投掷
在这个平面上,求此针与平行线中任意一条相交的概率 P=2L/派D
多边形的对角线D与边数N的关系:D=N(N-3)/2
某工厂一种产品现在的年产量是20件,计划今后两年增加产量
如果每年都比上一年的产量增加X倍,那么两年后这种产品的
产量Y将随计划所定的X的值而确定,写出Y与X之间的关系表达式 即Y=20(1+X)^2
形如 Y=AX^2+BX+C(其中A、B、C为常数,A≠0),叫做二次函数
其中,X是自变量,A、C、C分别是二次项系数、一次项系数和常数项
二次函数Y=AX^2+BX+C的图象叫做抛物线Y=AX^2+bx+c
Y轴是抛物线Y=X^2的对称轴,交点(0,0)叫做抛物线Y=X^2的顶点(最低点)
每条抛物线都有对称轴,交点叫做抛物线的顶点(最高点或最低点)
抛物线Y=AX^2的对称轴是Y轴,顶点是原点,当A>0时,抛物线的开口向上,
顶点是抛物线的最低点 A越大,抛物线开口越小;当A<0时,抛物线的开口向下,
顶点是抛物线的最高点,A越大,抛物线的开口越大
把抛物线Y=X^2向上平移1个单位就得到Y=X^2+1;向下平移一个单位得到Y=X^2-1
把抛物线Y=-1/2X^2向左平移1个单位就得到Y=-1/2(X+1)^2;向右则X-1
把抛物线Y=-1/2X^2向下、向左各平移1个单位,就得到Y=-1/2(X+1)^2-1
例1:要修建一个圆形喷水池,在池中心竖直安装一根水管,在水管的顶端安一个喷水头,
使喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为1M处达到最高,
高度为3M,水柱落地处离池中心3M,水管应多长?
解:点(1,3)是该抛物线的顶点,即Y=A(X-1)^2+3;注:0不大于X不大于3
由这段抛物线经过(3,0)可得0=A(3-1)^2+3,解得A=-3/4;
因此,Y=-3/4(X-1)^2+3;当X=0时,Y=225,也就是水管应长225M
例2:用总长60M的篱笆围城矩形场地,矩形面积S随矩形一边长L的变化而变化;
当L是多少时,场地的面积S最大?
分析:先写出S与L的关系式,再求出使S最大的L值
周长是60M,一边长是L,则另一边长是:60/2-L
即S=L(30-L)或S=30L-L^2
因为抛物线Y=AX^2+BX+C的顶点是最低(高)点,所以X=-B/(2A)时,
这个函数值有最小(大)值(4AB-B^2)/4A
因此,当L=-B/(2A)=-30/[2(-1)]=15时,S有最大值(4AC-B^2)/4A
=(-30^2)/[4(-1)]=225 也就是说,当L是15M时,该场地的面积S最大(S=225)
线性代数公式是:(AB)^T=(B^T)(A^T),(AB)^(-1)=[B^(-1)][A^(-1)]。
两个向量a = [a1, a2,…, an]和b = [b1, b2,…, bn]的点积定义为:a·b=a1b1+a2b2+……+anbn。使用矩阵乘法并把(纵列)向量当作n×1 矩阵,点积还可以写为:a·b=a^Tb,这里的a^T指示矩阵a的转置。
重要定理
每一个线性空间都有一个基。
对一个 n 行 n 列的非零矩阵 A,如果存在一个矩阵 B 使 AB = BA =E(E是单位矩阵),则 A 为非奇异矩阵(或称可逆矩阵),B为A的逆阵。
1、矩阵非奇异(可逆)当且仅当它的行列式不为零。
2、矩阵非奇异当且仅当它代表的线性变换是个自同构。
3、矩阵半正定当且仅当它的每个特征值大于或等于零。
4、矩阵正定当且仅当它的每个特征值都大于零。
5、解线性方程组的克拉默法则。
6、判断线性方程组有无非零实根的增广矩阵和系数矩阵的关系。
1、行列式
1 行列式共有 个元素,展开后有 项,可分解为 行列式;
2 代数余子式的性质:
①、 和 的大小无关;
②、某行(列)的元素乘以其它行(列)元素的代数余子式为0;
③、某行(列)的元素乘以该行(列)元素的代数余子式为 ;
3 代数余子式和余子式的关系:
4 设 行列式 :
将 上、下翻转或左右翻转,所得行列式为 ,则 ;
将 顺时针或逆时针旋转 ,所得行列式为 ,则 ;
将 主对角线翻转后(转置),所得行列式为 ,则 ;
将 主副角线翻转后,所得行列式为 ,则 ;
5 行列式的重要公式:
①、主对角行列式:主对角元素的乘积;
②、副对角行列式:副对角元素的乘积 ;
③、上、下三角行列式( ):主对角元素的乘积;
④、 和 :副对角元素的乘积 ;
⑤、拉普拉斯展开式: 、
⑥、范德蒙行列式:大指标减小指标的连乘积;
⑦、特征值;
6 对于 阶行列式 ,恒有: ,其中 为 阶主子式;
7 证明 的方法:
①、 ;
②、反证法;
③、构造齐次方程组 ,证明其有非零解;
④、利用秩,证明 ;
⑤、证明0是其特征值;
2、矩阵
1 是 阶可逆矩阵:
(是非奇异矩阵);
(是满秩矩阵)
的行(列)向量组线性无关;
齐次方程组 有非零解;
, 总有唯一解;
与 等价;
可表示成若干个初等矩阵的乘积;
的特征值全不为0;
是正定矩阵;
的行(列)向量组是 的一组基;
是 中某两组基的过渡矩阵;
2 对于 阶矩阵 : 无条件恒成立;
3
4 矩阵是表格,推导符号为波浪号或箭头;行列式是数值,可求代数和;
5 关于分块矩阵的重要结论,其中均 、 可逆:
若 ,则:
Ⅰ、 ;
Ⅱ、 ;
②、 ;(主对角分块)
③、 ;(副对角分块)
④、 ;(拉普拉斯)
⑤、 ;(拉普拉斯)
3、矩阵的初等变换与线性方程组
1 一个 矩阵 ,总可经过初等变换化为标准形,其标准形是唯一确定的: ;
等价类:所有与 等价的矩阵组成的一个集合,称为一个等价类;标准形为其形状最简单的矩阵;
对于同型矩阵 、 ,若 ;
2 行最简形矩阵:
①、只能通过初等行变换获得;
②、每行首个非0元素必须为1;
③、每行首个非0元素所在列的其他元素必须为0;
3 初等行变换的应用:(初等列变换类似,或转置后采用初等行变换)
①、 若 ,则 可逆,且 ;
②、对矩阵 做初等行变化,当 变为 时, 就变成 ,即: ;
③、求解线形方程组:对于 个未知数 个方程 ,如果 ,则 可逆,且 ;
4 初等矩阵和对角矩阵的概念:
①、初等矩阵是行变换还是列变换,由其位置决定:左乘为初等行矩阵、右乘为初等列矩阵;
②、 ,左乘矩阵 , 乘 的各行元素;右乘, 乘 的各列元素;
③、对调两行或两列,符号 ,且 ,例如: ;
④、倍乘某行或某列,符号 ,且 ,例如: ;
⑤、倍加某行或某列,符号 ,且 ,如: ;
5 矩阵秩的基本性质:
①、 ;
②、 ;
③、若 ,则 ;
④、若 、 可逆,则 ;(可逆矩阵不影响矩阵的秩)
⑤、 ;(※)
⑥、 ;(※)
⑦、 ;(※)
⑧、如果 是 矩阵, 是 矩阵,且 ,则:(※)
Ⅰ、 的列向量全部是齐次方程组 解(转置运算后的结论);
Ⅱ、
⑨、若 、 均为 阶方阵,则 ;
6 三种特殊矩阵的方幂:
①、秩为1的矩阵:一定可以分解为列矩阵(向量) 行矩阵(向量)的形式,再采用结合律;
②、型如 的矩阵:利用二项展开式;
二项展开式: ;
注:Ⅰ、 展开后有 项;
Ⅱ、
Ⅲ、组合的性质: ;
③、利用特征值和相似对角化:
7 伴随矩阵:
①、伴随矩阵的秩: ;
②、伴随矩阵的特征值: ;
③、 、
8 关于 矩阵秩的描述:
①、 , 中有 阶子式不为0, 阶子式全部为0;(两句话)
②、 , 中有 阶子式全部为0;
③、 , 中有 阶子式不为0;
9 线性方程组: ,其中 为 矩阵,则:
①、 与方程的个数相同,即方程组 有 个方程;
②、 与方程组得未知数个数相同,方程组 为 元方程;
10 线性方程组 的求解:
①、对增广矩阵 进行初等行变换(只能使用初等行变换);
②、齐次解为对应齐次方程组的解;
③、特解:自由变量赋初值后求得;
11 由 个未知数 个方程的方程组构成 元线性方程:
①、 ;
②、 (向量方程, 为 矩阵, 个方程, 个未知数)
③、 (全部按列分块,其中 );
④、 (线性表出)
⑤、有解的充要条件: ( 为未知数的个数或维数)
4、向量组的线性相关性
1 个 维列向量所组成的向量组 : 构成 矩阵 ;
个 维行向量所组成的向量组 : 构成 矩阵 ;
含有有限个向量的有序向量组与矩阵一一对应;
2 ①、向量组的线性相关、无关 有、无非零解;(齐次线性方程组)
②、向量的线性表出 是否有解;(线性方程组)
③、向量组的相互线性表示 是否有解;(矩阵方程)
3 矩阵 与 行向量组等价的充分必要条件是:齐次方程组 和 同解;( 例14)
4 ;( 例15)
5 维向量线性相关的几何意义:
①、 线性相关 ;
②、 线性相关 坐标成比例或共线(平行);
③、 线性相关 共面;
6 线性相关与无关的两套定理:
若 线性相关,则 必线性相关;
若 线性无关,则 必线性无关;(向量的个数加加减减,二者为对偶)
若 维向量组 的每个向量上添上 个分量,构成 维向量组 :
若 线性无关,则 也线性无关;反之若 线性相关,则 也线性相关;(向量组的维数加加减减)
简言之:无关组延长后仍无关,反之,不确定;
7 向量组 (个数为 )能由向量组 (个数为 )线性表示,且 线性无关,则 (二版 定理7);
向量组 能由向量组 线性表示,则 ;( 定理3)
向量组 能由向量组 线性表示
有解;
( 定理2)
向量组 能由向量组 等价 ( 定理2推论)
8 方阵 可逆 存在有限个初等矩阵 ,使 ;
①、矩阵行等价: (左乘, 可逆) 与 同解
②、矩阵列等价: (右乘, 可逆);
③、矩阵等价: ( 、 可逆);
9 对于矩阵 与 :
①、若 与 行等价,则 与 的行秩相等;
②、若 与 行等价,则 与 同解,且 与 的任何对应的列向量组具有相同的线性相关性;
③、矩阵的初等变换不改变矩阵的秩;
④、矩阵 的行秩等于列秩;
10 若 ,则:
①、 的列向量组能由 的列向量组线性表示, 为系数矩阵;
②、 的行向量组能由 的行向量组线性表示, 为系数矩阵;(转置)
11 齐次方程组 的解一定是 的解,考试中可以直接作为定理使用,而无需证明;
①、 只有零解 只有零解;
②、 有非零解 一定存在非零解;
12 设向量组 可由向量组 线性表示为:( 题19结论)
( )
其中 为 ,且 线性无关,则 组线性无关 ;( 与 的列向量组具有相同线性相关性)
(必要性: ;充分性:反证法)
注:当 时, 为方阵,可当作定理使用;
13 ①、对矩阵 ,存在 , 、 的列向量线性无关;( )
②、对矩阵 ,存在 , 、 的行向量线性无关;
14 线性相关
存在一组不全为0的数 ,使得 成立;(定义)
有非零解,即 有非零解;
,系数矩阵的秩小于未知数的个数;
15 设 的矩阵 的秩为 ,则 元齐次线性方程组 的解集 的秩为: ;
16 若 为 的一个解, 为 的一个基础解系,则 线性无关;( 题33结论)
5、相似矩阵和二次型
1 正交矩阵 或 (定义),性质:
①、 的列向量都是单位向量,且两两正交,即 ;
②、若 为正交矩阵,则 也为正交阵,且 ;
③、若 、 正交阵,则 也是正交阵;
注意:求解正交阵,千万不要忘记施密特正交化和单位化;
2 施密特正交化:
;
;
3 对于普通方阵,不同特征值对应的特征向量线性无关;
对于实对称阵,不同特征值对应的特征向量正交;
4 ①、 与 等价 经过初等变换得到 ;
, 、 可逆;
, 、 同型;
②、 与 合同 ,其中可逆;
与 有相同的正、负惯性指数;
③、 与 相似 ;
5 相似一定合同、合同未必相似;
若 为正交矩阵,则 ,(合同、相似的约束条件不同,相似的更严格);
6 为对称阵,则 为二次型矩阵;
7 元二次型 为正定:
的正惯性指数为 ;
与 合同,即存在可逆矩阵 ,使 ;
的所有特征值均为正数;
的各阶顺序主子式均大于0;
;(必要条件)
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