四则运算,就是加减乘除,先算乘除再算加减,再后来学了点再高的两种:乘方开方,出现时也得先算。到了高中我们定义了很多高级运算,如指数对数运算,三角与反三角运算,函数复合运算以及导数、向量运算、矩阵行列运算、排列组合、统计概率运算、复数运算等,从而使我们的数学思维达到了前所未有的高度。每出现了一个新运算,除自身意义弄懂外,也都离不开通常的四则运算。学习新知必须先弄懂规则。今天在这儿给大家总结一下:
一、复数四则运算:设复数z1=a+bi,z2=c+di,其中a,b,c,d∈R,
则 z1±z2=(a+bi)±(c+di)=(a±c)+(b±d)i,
(a+bi)·(c+di)=(ac-bd)+(bc+ad)i,
(a+bi)÷(c+di)=(ac+bd)/(c^2+d^2) +((bc-ad)/(c^2+d^2))i 其实两复数相除指数函数的运算法则与公式,完全可以转化为两复数相乘.只需要分子分母同时乘以分母c+di的共轭复数c-di即可。这叫分母实数化。
复数的加法乘法运算律:交换结合分配律仍成立。
z1+z2=z2+z1 (z1+z2)+z3=z1+(z2+z3)
z1z2=z2z1 z1(z2z3)=(z1z2)z3
z1(z2+z3)=z1z2+z1z3
二、向量的运算法则:向量有大小有方向,是个箭头,有自己的运算规则。
1。向量的加法满足平行四边形法则和三角形法则.
向量的加法OA+AB=OB;a+b=(x+x’,y+y’).a+0=0+a=a.
向量加法的运算律:交换律:a+b=b+a;结合律:(a+b)+c=a+(b+c).
2、向量的减法
如果a、b是互为相反的向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0.0的反向量为0
向量的减法:AB-AC=CB.即“共同起点,指向被向量的减法减”
a=(x,y)b=(x’,y’) 则a-b=(x-x’,y-y’).
3、数乘向量
实数λ和向量a的乘积是一个向量,记作λa,且∣λa∣=∣λ∣·∣a∣.
当λ>0时,λa与a同方向;当λ<0时,λa与a反方向;当λ=0时,λa=0,方向任意.
当a=0时,对于任意实数λ,都有λa=0.注:按定义知,如果λa=0,那么λ=0或a=0.
当B=λa时,B平行A。
数与向量的乘法满足下面的运算律
结合律:(λa)·b=λ(a·b)=(a·λb).
向量对于数的分配律(第一分配律):(λ+μ)a=λa+μa.
数对于向量的分配律(第二分配律):λ(a+b)=λa+λb.
数乘向量的消去律:① 如果实数λ≠0且λa=λb,那么a=b.② 如果a≠0且λa=μa,那么λ=μ.
4、向量的数量积(点积)是个数量,
定义:已知两个非零向量a,b.作OA=a,OB=b,则角AOB称作向量a和向量b的夹角,记作〈a,b〉并规定0≤〈a,b〉≤π
定义:两个向量的数量积(内积、点积)是一个数量,记作a·b.若a、b不共线,则a·b=|a|·|b|·cos〈a,b〉(十分重要,求距离);若a、b共线,则a·b=+-∣a∣∣b∣.
向量的数量积的坐标表示:a·b=x·x’+y·y’.
向量的数量积的运算律
a·b=b·a(交换律);(λa)·b=λ(a·b)(关于数乘法的结合律)
(a+b)·c=a·c+b·c(分配律);
向量的数量积的性质
a·a=|a|的平方.
a⊥b 〈=〉a·b=0.
|a·b|≤|a|·|b|.(该公式证明如下:|a·b|=|a|·|b|·|cosα| 因为0≤|cosα|≤1,所以|a·b|≤|a|·|b|)
向量的数量积与实数运算的主要不同点
1、向量的数量积不满足结合律,即:(a·b)·c≠a·(b·c);例如:(a·b)^2≠a^2·b^2.
2、向量的数量积不满足消去律,即:由 a·b=a·c (a≠0),推不出 b=c.
3、|a·b|≠|a|·|b|
4、由 |a|=|b| ,推不出 a=b或a=-b.
5、向量的向量积(叉积)是个向量。
6向量的数量积与复数乘积并不相同(虽然复数可以用向量表示)对于复数积(a+bi)·(c+di)=(ac-bd)+(bc+ad)i, 而向量积是A·B=ac+bd.
定义:两个向量a和b的向量积(外积、叉积)是一个向量,记作a×b(这里并不是乘号,只是一种表示方法,与“·”不同,也可记做“∧”).若a、b不共线,则a×b的模是:∣a×b∣=|a|·|b|·sin〈a,b〉(十分重要,求距离);a×b的方向是:垂直于a和b,且a、b和a×b按这个次序构成右手系.若a、b共线,则a×b=0.
向量的向量积性质:∣a×b∣是以a和b为边的平行四边形面积.
a×a=0.a垂直b〈=〉a×b=|a||b|.
向量的向量积运算律
a×b=-b×a;(λa)×b=λ(a×b)=a×(λb);
a×(b+c)=a×b+a×c.
注:向量没有除法,“向量AB/向量CD”是没有意义的.
三、导数的加减乘除:设u(x),v(x)可导,
则(u±v)′=u′±v′,(uv)′=u′v+uv′,(u/v)=(u′v-uv′)/v² (v≠0)
四、指数运算法则
同底数幂相乘,底数不变,指数相加;(a^m)*(a^n)=a^(m+n)
同底数幂相除,底数不变指数函数的运算法则与公式,指数相减;(a^m)÷(a^n)=a^(m-n)
幂的乘方,底数不变,指数相乘;(a^m)^n=a^(mn)
积的乘方,等于每一个因式分别乘方;(ab)^n=(a^n)(b^n)
五、对数运算法则[log(a)(x)表示a为底x的对数]
log(a)(x)+log(a)(y)=log(a)(xy); log(a)(x)-log(a)(y)=log(a)(x/y)
log(a^m)(x^n)=(n/m)log(a)(x)
换底公式log(a)(x)=log(b)(x)/log(b)(a)=lg(x)/lg(a)=ln(x)/ln(a)
六、三角函数运算
正弦函数 sinθ=y/r 余弦函数 cosθ=x/r 正切函数 tanθ=y/x
余切函数 cotθ=x/y 正割函数 secθ=r/x 余割函数 cscθ=r/y
两角和与差的三角函数:
cos(α+β)=cosα·cosβ-sinα·sinβ cos(α-β)=cosα·cosβ+sinα·sinβ
sin(α±β)=sinα·cosβ±cosα·sinβ
tan(α+β)=(tanα+tanβ)/(1-tanα·tanβ)
tan(α-β)=(tanα-tanβ)/(1+tanα·tanβ)
·倍角公式: 升次角减半
sin(2α)=2sinα·cosα=2/(tanα+cotα)
cos(2α)=cos^2(α)-sin^2(α)=2cos^2(α)-1=1-2sin^2(α)
tan(2α)=2tanα/[1-tan^2(α)]
降幂公式 :降幂角增倍
sin^2(α)=(1-cos(2α))/2=versin(2α)/2
cos^2(α)=(1+cos(2α))/2=vercos(2α)/2
tan^2(α)=(1-cos(2α))/(1+cos(2α))
·万能公式:
sinα=2tan(α/2)/[1+tan^2(α/2)]
cosα=[1-tan^2(α/2)]/[1+tan^2(α/2)]
tanα=2tan(α/2)/[1-tan^2(α/2)]
·和差化积公式:
sinα+sinβ=2sin[(α+β)/2]cos[(α-β)/2]
sinα-sinβ=2cos[(α+β)/2]sin[(α-β)/2]
cosα+cosβ=2cos[(α+β)/2]cos[(α-β)/2]
cosα-cosβ=-2sin[(α+β)/2]sin[(α-β)/2]
七、反三角函数的运算公式
cos(arcsinx)=√(1-x^2) arcsin(-x)=-arcsinx
arccos(-x)=π-arccosx arctan(-x)=-arctanx
arccot(-x)=π-arccotx arcsinx+arccosx=π/2=arctanx+arccotx
sin(arcsinx)=cos(arccosx)=tan(arctanx)=cot(arccotx)=x
八、排列组合公式:
排列有序,分步完成;组合无序,注意去重!
排列的定义及其计算公式:从n个不同元素中,任取m(m≤n,m与n均为自然数,下同)个元素按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列;从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号 A(n,m)表示。A(n,m)=n(n-1)(n-2)……(n-m+1)= n!/(n-m)! 此外规定0!=1
(n!表示n(n-1)(n-2)…1,也就是6!=6x5x4x3x2x1)
组合的定义及其计算公式:从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合;从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数。用符号 C(n,m) 表示。C(n,m)=A(n,m)/m!;C(n,m)=C(n,n-m)。(n≥m)
其他排列与组合公式 从n个元素中取出m个元素的循环排列数=A(n,m)/m!=n!/m!(n-m)!. n个元素被分成k类,每类的个数分别是n1,n2,…nk这n个元素的全排列数为 n!/(n1!×n2!×…×nk!). k类元素,每类的个数无限,从中取出m个元素的组合数为C(m+k-1,m)。下面看一个文科生的感悟。
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