初中數學幾何公式定理總結

2021-03-04 09:59:51 字數 2434 閱讀 8192

座標幾何

一對垂直相交於平面的軸線,可以讓平面上的任意一點用一組實數來表示。軸線的交點是 (0, 0),稱為原點。水平與垂直方向的位置,分別用x與y代表。

一條直線可以用方程式y=mx+c來表示,m是直線的斜率(gradient)。這條直線與y軸相交於 (0, c),與x軸則相交於(–c/m, 0)。垂直線的方程式則是x=k,x為定值。

通過(x0, y0)這一點,且斜率為n的直線是 y–y0=n(x–x0)

一條直線若垂直於斜率為n的直線,則其斜率為–1/n。通過(x1, y1)與(x2, y2)兩點的直線是

y=(y2–y1/x2–x1)(x–x2)+y2   x1≠x2

若兩直線的斜率分別為m與n,則它們的夾角θ滿足於tanθ=m–n/1+mn,半徑為r、圓心在(a, b)的圓,以(x–a) 2+(y–b) 2=r2表示。

三維空間裡的座標與二維空間類似,只是多加乙個z軸而已,例如半徑為r、中心位置在(a, b, c)的球,以(x–a) 2+(y–b) 2+(z–c) 2=r2表示。

三維空間平面的一般式為ax+by+cz=d。

三角學邊長為a、b、c的直角三角形,其中乙個夾角為θ。它的六個三角函式分別為:正弦(sine)、余弦 (cosine)、正切(tangent)、餘割(cosecant)、正割(secant)和餘切(cotangent)。

sinθ=b/c  cosθ=a/c  tanθ=b/a

cscθ=c/b  secθ=c/a  cotθ=a/b

若圓的半徑是1,則其正弦與余弦分別為直角三角形的高與底。

a=cosθ    b=sinθ

依照勾股定理,我們知道a2+b2=c2。因此對於圓上的任何角度θ,我們都可得出下列的全等式:

cos2θ+sin2θ=1

三角恒等式

根據前幾頁所述的定義,可得到下列恒等式(identity):

tanθ=sinθ/cosθ,cotθ=cosθ/sinθ

secθ=1/cosθ,cscθ=1/sinθ

分別用cos 2θ與sin 2θ來除cos 2θ+sin 2θ=1,可得:

sec 2θ–tan 2θ=1  及  csc 2θ–cot 2θ=1

對於負角度,六個三角函式分別為:

sin(–θ)= –sinθ  csc(–θ)= –cscθ

cos(–θ)= cosθ  sec(–θ)= secθ

tan(–θ)= –tanθ  cot(–θ)= –cotθ

當兩角度相加時,運用和角公式:

sin(α+β)= sinαcosβ+cosαsinβ

cos(α+β)= cosαcosβ–sinαsinβ

tan(α+β)= tanα+tanβ/1–tanαtanβ

若遇到兩倍角或三倍角,運用倍角公式:

sin2α= 2sinαcosα  sin3α= 3sinαcos2α–sin3α

cos2α= cos 2α–sin 2α cos3α= cos 3α–3sin 2αcosα

tan 2α= 2tanα/1–tan 2α

tan3α= 3tanα–tan 3α/1–3tan 2α

二維圖形

下面是一些二維圖形的周長與面積公式。

圓:半徑= r    直徑d=2r

圓周長= 2πr =πd

面積=πr2  (π=3.1415926…….)

橢圓:面積=πab

a與b分別代表短軸與長軸的一半。

矩形:面積= ab

周長= 2a+2b

平行四邊形(parallelogram):

面積= bh = ab sinα

周長= 2a+2b

梯形:面積= 1/2h (a+b)

周長= a+b+h (secα+secβ)

正n邊形:

面積= 1/2nb2 cot (180°/n)

周長= nb

四邊形(i):

面積= 1/2ab sinα

四邊形(ii):

面積= 1/2 (h1+h2) b+ah1+ch2

三維圖形

以下是三維立體的體積與表面積(包含底部)公式。

球體:體積= 4/3πr3

表面積= 4πr2

方體:體積= abc

表面積= 2(ab+ac+bc)

圓柱體:

體積= πr2h

表面積= 2πrh+2πr2

圓錐體:

體積= 1/3πr2h

表面積=πr√r2+h2 +πr2

三角錐體:

若底面積為a,

體積= 1/3ah

平截頭體(frustum):

體積= 1/3πh (a2+ab+b2)

表面積=π(a+b)c+πa2+πb2

橢球:體積= 4/3πabc

環麵(torus):

體積= 1/4π2 (a+b) (b–a) 2

表面積=π2 (b2–a2)

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