内容正文:
第11章 平面直角坐标系 知识清单
一、知识体系总览
本章学习如何刻画点在平面内的位置以及点在平面内的平移,整体框架如下:
层级
内容
要点
11.1 平面内点的坐标
平面直角坐标系的建立;点的坐标;象限;建立坐标系确定位置
平面内的点与有序实数对一一对应;象限符号特征;方位角
11.2 图形在坐标系中的平移
用坐标的变化表示平移
左右平移改横坐标、上下平移改纵坐标;左减右加、上加下减
核心思想:类比“数轴上的点与实数一一对应”,用一对有序实数(坐标)确定平面内点的位置;再借助坐标的变化刻画图形在平面内的平移。
二、11.1 平面内点的坐标
1. 平面直角坐标系的建立
数轴坐标: 建立数轴后,数轴上的点与实数是一一对应的,数轴上每一个点对应的实数叫作这个点在数轴上的坐标。
坐标系建立: 在平面内画两条互相垂直(通常一条水平、一条竖直)且原点重合的数轴。水平的数轴叫 x 轴或横轴,取向右为正方向;竖直的数轴叫 y 轴或纵轴,取向上为正方向;两轴交点 O 为原点。这样就建立了平面直角坐标系,记作平面直角坐标系 xOy,这个平面叫作坐标平面。
2. 点的坐标
有了平面直角坐标系,平面内的点就可以用一对有序实数来表示。由点 P 向 x 轴作垂线,垂足在 x 轴上的坐标就是点 P 的横坐标;由点 P 向 y 轴作垂线,垂足在 y 轴上的坐标就是点 P 的纵坐标。横坐标写在纵坐标的前面,记作 (横坐标,纵坐标)。
点的坐标: 如果点 P 的横坐标为 x、纵坐标为 y,则有序实数对 (x, y) 是点 P 的坐标,记作 P(x, y)。
一一对应: 建立坐标系后,平面内的点与有序实数对一一对应——对平面内任意一点 P,都有唯一的有序实数对 (x, y) 与之对应;对任意一个有序实数对 (x, y),坐标平面内都有唯一的点与之对应。
有序性: 点的坐标是有序实数对,(4, 2) 与 (2, 4) 表示的是两个不同的点。
3. 象限与坐标轴上点的符号特征
建立平面直角坐标系后,坐标平面被两条坐标轴分成四个部分,分别叫作第一象限、第二象限、第三象限、第四象限。坐标轴(即 x 轴、y 轴)上的点不属于任何一个象限。
点的位置
横坐标符号
纵坐标符号
第一象限
+
+
第二象限
-
+
第三象限
-
-
第四象限
+
-
x 轴正半轴
+
0
x 轴负半轴
-
0
y 轴正半轴
0
+
y 轴负半轴
0
-
原点
0
0
各象限点的坐标符号依次为 (+,+)、(-,+)、(-,-)、(+,-)。
4. 建立坐标系确定位置
在平面内确定点的位置,除利用平面直角坐标系外,还可以用方向(方位角)加距离来确定两物体的相对位置。
方位角: “南偏西60°方向50 n mile”中,“南偏西60°”表示一个物体相对于另一个物体的方向的角,叫作方位角;“50 n mile”表示两物体间的距离。
表述方法: 方位角一般以观测者位置为中心,将正北或正南方向线作为起始方向旋转到目标方向所成的角(一般指锐角),通常表达为“北偏东××度”“北偏西××度”“南偏东××度”“南偏西××度”。
45°情形: 当所成角为 45° 时,可以说成“东北方向”“西北方向”“东南方向”“西南方向”。
确定相对位置的两要素: 方向(方位角)和距离。
三、11.2 图形在坐标系中的平移
1. 用坐标的变化表示平移
在平面直角坐标系中,描述图形平移的一个方法是:用图形上任一点坐标的变化来表示。例如,右移 2 个单位长度、上移 3 个单位长度的平移,记作 (x, y) → (x+2, y+3)。
示例:将三角形 ABC 先向右平移 6 个单位长度,再向下平移 2 个单位长度。若 A(-2, 6),则对应点 A₁ 的坐标为 (-2+6, 6-2)=(4, 4)。
2. 平移规律
平移方式
坐标变化
记作
向右平移 a(a>0)个单位
横坐标加 a,纵坐标不变
(x, y) → (x+a, y)
向左平移 a(a>0)个单位
横坐标减 a,纵坐标不变
(x, y) → (x-a, y)
向上平移 b(b>0)个单位
纵坐标加 b,横坐标不变
(x, y) → (x, y+b)
向下平移 b(b>0)个单位
纵坐标减 b,横坐标不变
(x, y) → (x, y-b)
记忆口诀:左右平移,横坐标“左减右加”;上下平移,纵坐标“上加下减”。先左右后上下时,先改横坐标,再改纵坐标,两次变化互不影响。
四、典型题型与解题要点
题型
解题要点
写出/描出点的坐标
由点向 x 轴、y 轴作垂线,读垂足的坐标,横坐标在前、纵坐标在后
判断点所在象限
看横、纵坐标的符号,对照(+,+)(-,+)(-,-)(+,-)判断;坐标轴上的点不在任何象限
点到坐标轴的距离
点到 x 轴的距离等于其纵坐标的绝对值,到 y 轴的距离等于其横坐标的绝对值
建立坐标系确定位置
确定原点、单位长度后建立坐标系;用方位角加距离刻画相对位置
图形平移求坐标
对每个顶点按平移方向对横、纵坐标作相应加减(左减右加、上加下减)
由平移后的点求原平移
比较对应点横、纵坐标的变化量,确定平移方向与距离
已知象限求参数范围
由点所在象限写出横、纵坐标的符号,列不等式(组)求解
五、易错点提醒
点的坐标是有序实数对,(4, 2) 与 (2, 4) 表示两个不同的点,横、纵坐标位置不能颠倒。
坐标轴上的点(x 轴、y 轴上的点)不属于任何象限;原点既在 x 轴上又在 y 轴上。
点到 x 轴的距离是纵坐标的绝对值,到 y 轴的距离是横坐标的绝对值,不要混淆。
平移方向与坐标符号:向右、向上取正;向左、向下取负,即“左减右加、上加下减”,勿弄反。
用方位角描述位置时,方向与距离缺一不可;对方是“南偏东”,反方向应说“北偏西”,角度不变。
求图形平移后的坐标,要对每个顶点分别计算,不能只平移其中一个点。
六、复习记忆要点
数轴上的点与实数一一对应;坐标平面内的点与有序实数对一一对应。
坐标:P(x, y),横坐标在前、纵坐标在后;四个象限符号为(+,+)(-,+)(-,-)(+,-)。
确定位置的方法:平面直角坐标系,或“方向(方位角)+距离”。
平移的坐标规律:左右平移改横坐标(左减右加),上下平移改纵坐标(上加下减)。
图形平移的实质:图形上每一个点的坐标都按同一规则变化,图形形状、大小不变。
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