第3话 平面直角坐标系初步
课堂修炼塔
第一层:平面直角坐标系的基本概念
技能天赋
基本概念 典例解析
有序数对:有顺序的两个数与组成的实数对,叫做有序实数对,记作. 利用有序数对,可以准确地表示出平面内一个点的位置. (1,2)和(2,1)是两个不同的有序数对
平面直角坐标系:在平面内画两条互相垂直、原点重合的数轴就构成了平面直角坐标系. 通常把其中水平的一条数轴叫做横轴或轴,取向右的方向为正方向;竖直的数轴叫做纵轴或轴,取向上的方向为正方向,两数轴的交点叫做平面直角坐标系的原点. 轴和轴统称为坐标轴;建立了直角坐标系的平面叫做坐标平面.
坐标:对于坐标平面内的一点P,过点P分别向轴、轴作垂线,垂足在轴、轴上对应的数、分别叫做点P的横坐标和纵坐标,有序实数对叫做点P的坐标,记作P. 坐标平面内的点与有序实数对是一一对应的. 注意:横坐标写在纵坐标前面,中间用“,”号隔开,再用小括号括起来. P点的坐标记作:P(2,3)
基本概念:有序数对、平面直角坐标系、横纵坐标、象限.
象限:轴和轴把坐标平面分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个部分,称为四个象限,按逆时针顺序依次叫做第一象限、第二象限、第三象限、第四象限. (注意:两条坐标轴不属于任何一个象限.) 点在第一象限; 点在第二象限; 点在第三象限; 点在第四象限.
注意: 1.平面直角坐标系内每个点都有唯一的有序数对与之对应. 2.当a≠b时,(a,b)和(b,a)是两个不同的有序数对. 3.原点在坐标轴上,两条坐标轴上的点不属于任何一个象限.
初出茅庐
主线1 坐标的基本概念
(1)排队时,小雨站在二排三列可记作(2,3);王老师站在五排四列可记作 ;小雪所在的位置记作(3,2),则她站在 .小雨和小雪是站在同一个位置吗?
【答案】(5,4), 三排二列,不是同一个位置.
(2)五子连珠棋和象棋、围棋一样,深受广大棋迷的喜爱.其规则是:在15×15的正方形
棋盘中,由黑方先行,轮流弈子,在任意方向连成五子者为胜.如图,是五子棋爱好者王博和电脑的对弈图的一部分:(王博执黑子先行,电脑执白子后走).观察棋盘,思考若A点的位置记作(8,4),王博必须在哪个位置上落子,才不会让电脑在短时间内获胜( )
A.(1,7)或(4,8) B.(1,7)或(5,3)
C.(0,4)或(5,3) D.(0,4)或(4,8)
【答案】B
(3)如图是某游乐城的平面示意图,若用(8,2)表示入口处的位置,用(6,-1)表示球幕电影的位置,那么坐标原点表示的位置是( )
A.太空秋千 B.梦幻艺馆 C.海底世界 D.激光战车
【答案】D
(4)中国象棋是中华民族的文化瑰宝,它渊远流长,趣味性强.如图,在某平面直角坐标系中,“馬”所在的位置坐标是(4,3),则表示“車”的点的坐标是 ,表示“帥”的点的坐标是 .
【答案】(-2,1);(0,0);
(5)方格纸上A、B两点,若以B点为原点,建立平面直角坐标系,则A点坐标为(5,4),若以A点为原点建立平面直角坐标系,则B点坐标为( ).
A. (-5,-4) B. (-5,4) C. (5,-4) D. (5,4)
【答案】A
(6)如图,点A在观测点北偏东30°方向,且与观测点的距离为8千米,将点A的位置记作A(8,30°).用同样的方法将点B、点C的位置分别记作B(8,60°),C(4,60°),则观测点的位置应在( )
A.点O1 B.点O2 C.点O3 D.点O4
【答案】A
能力觉醒
主线2 坐标与象限
(1)下列说法正确的是( )
A.点M(0,-1)在坐标平面内的位置是第三象限或第四象限
B.点N(-a,-a)在第三象限
C.平面内的所有点与全体实数一一对应
D.在坐标系中,点A(4,-3)与点B(-3,4)是不同的两个点
【答案】D
(2)已知点在第四象限,且,,则点的坐标是________.
【答案】
(3)如果点P(m,)在第四象限,那么m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
(4)若关于x、y的方程组的解为坐标的点(x,y)在第二象限,则m 的取值范围是 .
【答案】.
主线3
(1) 已知点A(m,n)在第二象限,则点B(,)在( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
(2)在平面直角坐标系中,若点P(a,b)在第二象限,则点Q(2-a,-1-b)在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
(3)已知点P(0,a)在y轴的负半轴上,则点Q(-a2-1,-a+1)在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
(4)无论m为何值,点A(m,3-2m)不可能在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】(1)D;(2)D;(3)B;(4)C.
第二层:平面直角坐标系中的特殊直线
技能天赋
特殊直线 典例解析
坐标轴:轴上的点,纵坐标为0; 轴上的点,横坐标为0. 点P(x,y)在轴上 y=0,x为任意实数. 点P(x,y)在轴上 x=0,y为任意实数.
平行于坐标轴的直线: (1)与轴平行的直线:点表示为(x,m),x为任意实数,m为不等于0的常数. (也可以表示为:直线y=m) (2)与轴平行的直线:点表示为(n,y),y为任意实数,n为不等于0的常数. (也可以表示为:直线x=n) 注意: ①平行于轴的直线上两点,纵坐标相等,横坐标为两个不相等的实数. ②平行于轴的直线上两点,横坐标相等,纵坐标为两个不相等的实数. 直线平行于x轴; 直线平行于y轴.
角平分线: (1)一、三象限角平分线:若点P(m,n)在第一、三象限的角平分线上,则m=n,即:横、纵坐标相等. (也可以表示为:y=x) (2)二、四象限角平分线:若点P(m,n)在第二、四象限的角平分线上,则m=﹣n,即:横、纵坐标互为相反数. (也可以表示为:y=﹣x)
能力觉醒
主线4 根据坐标关系判断点的位置
是平面直角坐标系内一点,
①若,则点在 ;
②若,则点在 ;
③若,则点在 ;
④若,则点在 ;
⑤若,则点在 ;
⑥若,则点在 .
【答案】①第一三象限;②第二四象限;③坐标轴上;④原点;
⑤一三象限坐标轴夹角平分线上;⑥二四象限坐标轴夹角平分线上.
主线5 点的坐标与对应位置的应用
(1)点若在轴上,则该点坐标为 ;若在轴上,则该点坐标为 ;若在一、三象限的角平分线上;则该点的坐标是 .
(2)直线a平行于x轴,且过点(,3)和(5,y),则 .
(3)已知点A(,)在第一、三象限的角平分线上,求 .
(4)点A的坐标为(2,3),点B的坐标为(4,3),则线段AB所在的直线与x轴的位置关系是 ,与y轴的位置关系是 .
(5)点P与点Q(,4)的连线平行于y轴,且线段PQ长为6,则点P的坐标为 .
(6)已知点在坐标轴夹角平分线上,则点的坐标为 .
【答案】(1)(4,0),(0,4),(2,2);(2)3;(3)2;(4)平行,垂直;(5)(-3,-2)、(-3,10);
(6)(0,7)、(5,-3).
第三层:点到直线的距离
技能天赋
定义 典例解析
点到直线的距离: 点到轴的距离是; 点到直线的距离是; 点到轴的距离是; 点到直线的距离是.
注意:点到x轴的距离为纵坐标的绝对值,点到y轴的距离为横坐标的绝对值.
能力觉醒
主线6 点到线的距离
(1)点在轴上,则该点的坐标是 ;该点到轴、轴的距离分别为 、 .
【答案】(0,1);1、0.
(2)点到直线的距离为,求的坐标.
【答案】(3,0)或(-1,2).
(3)已知点到轴、轴的距离相等,则该点坐标为 .
【答案】或.
(4)点M(,)到直线的距离为1,求M的坐标.
【答案】(5,0)或(1,2).
(5)已知平面直角坐标系中有一点M(,),
当m为何值时,点M到x轴的距离为1?当m为何值时,点M到y轴的距离为2?
【答案】m=-1或-2时,点M到x轴的距离为1,m=-1或3是到y轴的距离为2.
终极试炼
主线7 坐标系中的综合应用
(1)如图,一个点在第一象限及x轴、y轴上运动,且每秒移动一个单位,在第1秒钟,它从原点运动到(0,1),然后接着按图中箭头所示方向运动[即(0,0)→(0,1)→(1,1)→(1,0)→…],那么第35秒时该点所在位置的坐标是( )
A.(4,0) B.(0,5)
C.(5,0) D.(5,5)
【答案】C
(2)如图:小聪第一次向东走1米记作(1,0),第二次向北走2米记作(1,2),第三次向西走3米记作(-2,2),第四次向南走4米记作(-2,-2),第五次向东走5米记作(3,-2),第六次向北走6米记作(3,4),第七次向西走7米记作(-4,4),第八次向南走8米记作(-4,-4),第九次向东走9米记作(5,-4)…如此下去,第2009次走后记作什么?
【解析】∵第四次走后的坐标为(-2,-2),第八次走的坐标为(-4,-4),2008÷4=502,
∴第2008次走后的坐标为((-2×502,-2×502),
∴第2009次走后的坐标为(-2×502+2009,-2×502),即(1005,-1004).
课后竞技场
日常任务
任务1 从车站向东走400米,再向北走500米到小红家;从车站向北走500米,再向西走200米到小强家,则 ( )
A.小强家在小红家的正东 B.小强家在小红家的正西
C.小强家在小红家的正南 D.小强家在小红家的正北
【答案】B
任务2 已知点在第二象限,则的取值范围是 .
【答案】
任务3 ①若点在过点、且与轴平行的直线上,则点的坐标为________.
②点在第二象限的角平分线上,则 .
【答案】①;②.
任务4 如果点到轴距离为3,到轴的距离为4,求点的坐标.
【答案】(4,3)、(-4,3)、(-4,-3)、(4,-3).