4.3平面直角坐标系(1)
苏科版数学八上4.3《平面直角坐标系》课件
以球心为原点，通过球心和任意两点间的 连线与固定平面的夹角和该连线长度来表 示点的位置。
02
CATALOGUE
点的坐标表示与计算
点在平面直角坐标系中的表示
点的坐标
在平面直角坐标系中，一个点由一对 有序实数对表示，称为点的坐标。第 一个数表示点在x轴上的投影，第二个 数表示点在y轴上的投影。
坐标轴
A在x轴上对应的3个单位长度，以及在y轴上对应的4个单位长度。
坐标系的分类
平面直角坐标系
极坐标系
坐标轴互相垂直相交，是常用的坐标系。
以一个固定点为原点，通过该点和固定方 向的射线为极轴，用极角和径长表示点的 位置。
圆柱坐标系
球坐标系
以圆柱的轴线为z轴，与圆柱上任一点到固 定平面的垂线与该点的向径与z轴的夹角和 向径的长度来表示点的位置。
路线规划
使用坐标表示起点和终点 ，进行路线规划。
利用坐标系解决几何问题
距离计算
通过坐标计算两点之间的距离， 如两点间线段的长度。
角度计算
利用坐标计算两线段之间的夹角， 如直线的夹角、线段与坐标轴的夹 角。
面积计算
通过坐标计算多边形的面积，如三 角形、平行四边形等。
平面直角坐标系的应用拓展
函数图像
点的对称
关于x轴对称的点，其横坐标相同，纵坐标互为相反数；关于y轴对称的点，其纵坐标相同 ，横坐标互为相反数。
距离公式
两点间的距离公式为$sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}$，用于计算两点间的直线距离。
坐标系的变换
旋转
以原点为中心，将整个坐标系旋 转一定的角度，可以使得图形中 的点旋转到新的位置。旋转时， 点的坐标会发生变化。
张扬学生个性活跃数学课堂气氛
张扬学生个性活跃数学课堂气氛作者：陈阳来源：《数理化学习·教育理论版》2012年第10期《数学课程标准》要求“数学课程要面向全体学生，适应学生个性发展的需求，使得人人获得良好的数学教育，不同的人在数学上得到不同的发展.”这就是说在数学的课堂中要注重张扬学生的个性，发挥潜能，活跃课堂气氛，让学生善学、好学、乐学，从而凸显了学生学习的主体地位，增强了学生的参与教学过程的热情，使教学内容的落实更加有效.下面以苏科版的八年级上册的“4.3平面直角坐标系（1）”的这节课为例，谈在数学的课堂中如何注重学生的个性发展，让学生在快乐、轻松的环境中学习数学知识.一、新课导入，教师要尊重学生个性思维的发展本课“4.3平面直角坐标系（1）”的导入，教师设计如下：1.温故知新（1）在数轴上标出表示1，2，3的三个点的位置？（2）如图1.写出数轴上的点A、B、C所表示的数？先复习数轴，学生知道数轴上的点可以用一个数来表示，反过来给出一个数也能在数轴上找到相对应的点；让学生体会可以通过类比的方法学习知识，同时感受数形结合的数学思想，养成数学思维的习惯.2.生活中的数学（1）如图2.如果小明的座位是第3列第4行，请在座位表上写上小明的名字.并描述小亮的座位？（2）如果只说小明的座位在第3列，或者只说在第4行，你能知道小明坐在哪里吗？（3）如果小明的座位第3列第4行，用（3，4）来表示，那么小亮的座位可以怎样表示呢？你会用这种方法描述你的座位吗？（4）按照上述表示方法，（3，5）和（5，3）表示的是同一个座位吗？为什么？创设生活中学生熟悉的问题情境——向家人如何描述自己的座位？用这个生活问题导出新知是大多数学生能够接受的，就能使大部分的学生参与课堂中来，提高了学生参与学习的热情，有热情，就会有学习动力，为本课的教学开了好头，使学生在学习上树立自信；同时，教师设计出几个简单易答的问题，学生在回答这些问题时，就能发现原来生活中问题，有这么多的学问蕴含在其中，就会激发强烈的求知欲，解决了许多问题，于是有了成就感.在问题的理解上，不同的学生会有不同的见解，这个时候，教师要留心学生，对每个学生都要给予肯定与表扬，尊重学生的个性思维，这样做，会使本课知识学习产生事半功倍的效果.二、探究新知，教师要给学生营造新知呈现及方法展示的舞台探究题：如果列数用横的数轴来表示，行数用纵的数轴表示，座位用点来表示.那么如何找到表示（3，4）的点的位置呢？那点（5，2）呢？通过教师提出的设想，可以从找座位这个实际问题中抽象出本课学习的平面直角坐标系，并可让学生自己总结出平面直角坐标系的相关概念.这样就能教会学生学习新知的方法，增强学生学习的信心.接着通过找第3列第4行这个座位，就是先找第三列再找第四行，学生可通过小组讨论总结出描出点（3，4）的方法：先过X轴上的表示3的点画轴的垂线，再过Y轴上表示4的点画Y轴的垂线，两垂线的交点就是点（3，4）.描点方法让学生进行总结，可锻炼学生的语言表达能力，在总结后可让学生结合具体的坐标，让某个学生到黑板上去讲解并操作描点的过程，这样可锻炼学生的思维和胆量，同时，学生的个性和能力也会得到很好的发展，真正使课堂成为学生展示自我的舞台.三、新知反馈与提高，教师要给学生提供独立思考及合作交流的空间本课的重点内容讲解完成，在进行新知反馈，教师可设计以下题目供学生练习，不仅可以巩固本课的重点知识，而且能够为新知的拓展和提高起到铺垫.教师要相信学生，给学生提供独立思考空间的同时，也给学生发展个性思维提供平台，教师会发现原来学生的潜能是很大的.真的可以独立发现很多问题并能解决很多问题的，而且思维方法多样，有时还很简洁呢.这种学习方法学生记忆深刻，教师省力，学生乐学.反馈：1.读出下列各点的坐标；2.总结各象限内的点的横坐标和纵坐标的符号特征？总结出坐标轴上点的坐标有何特征？新知的反馈与提高，在教学中起到了承上启下的作用，既检查了本课知识的掌握情况，又为下节课的内容做了铺垫，教师如果在这个环节上给学生提供独立思考时间与合作交流的空间的话，学生的学习能力、语言表达能力、发现问题解决问题的能力都会有很大提高.学生的学习个性才能充分展现出来，数学的课堂气氛也活跃起来了.。
4.3《平面直角坐标系》(一)导学案
4.3《平面直角坐标系》（一）学案学习目标：1、领会实际模型中确定位置的方法，会正确画出平面直角坐标系。
2、会在给定的平面直角坐标系中，根据点的坐标描出点的位置，会由点的位置写出点的坐标。
学习重点：平面直角坐标系的有关概念学习难点：在平面直角坐标系中由点写出坐标、由坐标描出对位点的位置。
学习过程： 1、情境创设1、如何描述你家在学校的位置？2、就课本P 123提问：小亮描述音乐喷泉的位置是否正确？能用其它方法描述吗？2、画出平面直角坐标系，并揭示概念如图，___________________________________________________构成平面直角坐标系。
简称为___________，水平方向的数轴称为____轴（或____轴），竖直方向的数轴称为____轴（或____轴），它们统称为______轴，公共原点O 称为__________。
3、由有序实数对（a 、b ）所描点的点位置4、练习：在下列坐标系中分别描出有序实数对所对应的点。
（―1，2） （2，―1） （―3，―2）5、由坐标系中的点，找所对应的有序实数对。
6、练习：课本P 125练习17、坐标的概念：在平面直角坐标系中，______________可以确定一个点的位置；反之，任意一点的位置都可以用_____________来表示，这样的___________叫做点的坐标。
8、象限的概念：两条坐标轴将平面分成的_________称为象限，按逆时针________象限，坐标轴上的点________。
9、例题教学xy30 20 1010-10-50 -40 -30 -20 -10 xy baP(a ，b)xybaP-3 -2 -1 12-1 -2 -312 3 y x -3 -2 -1 12-1 -2 -3123 y x-3 -2 -1 12-1 -2 -312 3 y x例1、例2见课本 10、课内练习P 125，2 11、补充例题：如图，线段OA 的端点O 在坐标原点，A 点坐标为（2，0）， 当线段OA 绕端点O 逆时针方向旋转下列角度时，分别求出 另一端点A 的坐标。
平面直角坐标系(一)
平面直角坐标系(1)导学案审核人：时间：学习目标：1．理解平面直角坐标系以及横轴、纵轴、原点、坐标等概念；2．认识并能画出平面直角坐标系；3．能在给定的直角坐标系中，由点的位置写出它的坐标。
教学重点：1．理解平面直角坐标系的有关知识；2．在给定的平面直角坐标系中，会根据点的位置写出它的坐标；3．由观察点的坐标、纵坐标或横坐标相同的点所连成的线段与两坐标轴之间的关系，说明坐标轴上点的坐标有什么特点。
教学难点：1．横（或纵）坐标相同的点的连线与坐标轴的关系的探究；2．坐标轴上点的坐标有什么特点的总结。
学习过程：一自主学习自主学习活动一认识并平面直角坐标系；自学指导：1 自学内容：P152---153内容2自学时间：10分钟3 自学要求：通过自学完成以下问题(1)___________________________________________________________叫平面直角坐标系；____________________________叫X轴或横轴，_______________________叫Y轴或纵轴，____________________________称为平面直角坐标系的原点。
（2）平面直角坐标系象限的划分（填写在图18-4）（3）对于平面内任意一点p,过点p分别向X轴、Y轴作垂线，垂足在X轴、Y轴上对应的数a,b分别叫做点p的______ 、________，有序数对 __________叫做点p的坐标。
自主学习活动二自学指导：1 自学内容：P153例12自学时间：10分钟3 自学要求：通过自学完成以下问题（1）写出图中的多边形ABCDEF各顶点的坐标。
（2）完成想一想1.点B 与点C 的纵坐标相同，线段BC 的位置有什么特点？2.线段CE 位置有什么特点？3.坐标轴上点的坐标有什么特点？自学检测：1．在下图中，确定A ，B ，C ，D ，E ，F ，G 的坐标。
（第1题） （第2题）2．如右图，求出A ，B ，C ，D ，E ，F 的坐标。
4.3坐标平面内的图形的轴对称和平移(1)课件(共25张ppt)
F' F
求出航线上各转折点 A,O,B,C,D,E,F的坐标。
A(0,-2) O(0,0) B(3,2) C(2,3) D(2,3) E(1,3) F(0,5)
A'(0,-2) O'(0,0) B'(-3,2) C'(-2,2) D'(-2,3) E'(-1,3) F'(0,5)
E' 3
E
D' 2
y
A
A’
4
3
C’
-4
-3
-2
2 1 -1 0 -1
C
1
2
3
4
x
-2
- ————
B’
-23.5
B
-4
A (-4,4)
y
4 3
你有什么
A’
(4,4)
发现吗？.
2
C’(-3,0)
1
(3,0) C
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
-1
(-2,-2.5) B’
-2 -3
— — —(2,-2.5B)
A' A
2、画出一侧的关键点，并求坐标
3、利用坐标关系，求另一侧关键点坐标
4、描点、连线
讨论：点P（2，-3）到x轴、y轴和坐标原点的距
离分别多少？
点M（-3，4）到x轴、 y轴和坐标原点的距离分 别多少？
y
M（-3，4） H
1
A
N -2 O 1
x
B
P（2，-3）
纵坐标的绝对值
y
P（a，b）
N
4 3 D’
(0,2.5)
2
1
-1 0 1 2 -1
4.3.平面直角坐标系ppt 苏科版
y
点Ａ、Ｅ、Ｃ、 第二象限 第一象限
Ｆ分别在第一、二、 （－，＋） （＋，＋）
三、四象限；点Ｂ、
1
Ｄ分别在y 轴和x 轴 第三象限-1-1o 第1 四象限 x
上．
（－，－） （＋，－）
初 中 数 学
八 上
练一练：
2.判断：
(4，3)和(3，4)表示同 一点吗？（ 否 ）
4 3 2
y
1
B(3,4) A(4,3)
-4-3-2-1OO 1 -1
23
4x
-2
-3
注意:平面内点的坐标是-4 一对有序实数!
初 中 数 学
八 上
巩固练习 1.分别写出图中点Ａ、Ｂ、Ｃ的坐标
y
A
4
Ａ(4，5) Ｂ(－5，－3) -5 Ｃ(3，－4)
•
3、在比夜更深的地方，一定有比夜更黑的眼睛。
•
4、一切伟大的行动和思想，都有一个微不足道的开始。
•
5、从来不跌倒不算光彩，每次跌倒后能再站起来，才是最大的荣耀。
•
6、这个世界到处充满着不公平，我们能做的不仅仅是接受，还要试着做一些反抗。
•
7、一个最困苦、最卑贱、最为命运所屈辱的人，只要还抱有希望，便无所怨惧。
八 上
一般地，如果Q是直角坐标系中一点，你
能找到与之对应的一对有序实数（m，n）吗？
你是怎样找的？
4y
3
2
m
1
-4-3-2-1OO -1
1
2
3
4x
想一想:
Q(m，n) -2 n
《平面直角坐标系》(第一课时)教学设计
《平面直角坐标系》(第一课时)教案教材分析"平面直角坐标系"在教材中是学习了数轴与有关几何知识以后安排这节课的,本教学设计旨在通过教学,使学生掌握平面直角坐标系的基本概念和两个基本问题-------已知点求坐标和已知坐标描点,并且让学生经历用数学符号和图形描述现实世界的过程,感受数学与现实世界的联系,数学内部"数"与"形"的关系,增强学生"用数学"的意识,以及培养学生严谨朴实的科学态度和探索精神.教学目标1. 知识与技能目标(1)了解平面直角坐标系的概念并会平面直角坐标系.(2)在平面直角坐标系中能由点的位置确定点的坐标或能由点的坐标确定点的位置.2. 过程目标: 通过在平面直角坐标系中能由点的位置确定点的坐标或由点的坐标确定点的位置,体会平面中所有的点与一对有序数对一一对应,使学生经历用数学符号,图形描述现实世界的过程.3. 情感与态度目标:感受数学来源于生活,又服务于生活,增强学生用数学的意识.教学重点: 平面直角坐标系的概念及已知点求坐标和已知坐标求描点.教学难点:平面上的点有序数对的关系和建立直角坐标系的模形.突破难点的措施1. 通过学生熟悉的情景------确定课程表中的"课"和象棋盘中棋子的位置,使学生在头脑中有建立平面直角坐标系的模型的想法.通过电脑动画演示过平面上的点分别向X轴和Y轴作垂线,垂足对应的数字分别是该点的横坐标、纵坐标. 使学生充分掌握平面上的点的坐标的确定方法.2. 通过回顾旧知------数轴上的点与该点的坐标是一一对应的关系,类比推出平面上的点与有设计理念1.学应结合具体的数学内容采用"生活问题情景------建立模型-------解释, 应用和拓展------回到生活问题" 的模式展开,让学生经历数学知识的形成和应用过程.2.学习过程是师生互动、积极交流、共同发展的过程,教师是数学教学的组织者,引导者和合作者,其首要任务是要创设能引导学生主动参与的学习平台,营造一个宽松的、和谐的、相互支持、相互接纳的课堂氛围,让学生在平等、尊重、信任、理解和宽容中受到挑战、鼓舞和激励.3. 教师不是教教材，而是要有创造性地用教材,要融入自己的智慧和知识经验,对教材知识进行重组和整合,选取更好的内容对教材进行加工,充分有效地激活教材知识.4. 教师是学生学习能力的培养者,不能把知识传播作为自己的目的,应把教学重心放在如何促进学生的"学" 上,让学生养成动手实践、自主探索和合作交流的学习方式,使学生主动建构知识.教学过程：一、回顾旧知，打下伏笔师：数轴的三要素是什么？生：原点、正方向、单位长度师: 说出下列数轴上各点所表示的数生:A:--1 , B: 3 ,C: --2.5师: 对了,我们把这个数叫做这个点的坐标.师: 已知下列各点的坐标,请在数轴上确定下列各点的位置.生: D :2 , E : --3 F:--0.5师: 通过以上练习,我们可以由数轴上的点说出它的坐标,由坐标在数轴上描点.那你知道数轴上的点与数有怎样的关系?生: 一一对应.师: 怎样理解数轴上的点与坐标是一一对应的关系?生: 也就是说在数轴撒谎能够的点都可以用一个坐标来表示, 任何一个坐标都可以在数轴上找到相应的位置.二、创设情境,提出问题1. 电脑显示: 某班一周的课程表节次\星期一二三四五;六1 语数语数语语2 数语英英英英3 计书体语历地4 英历数语数数5 自英英体英6 生政生政音7 班数地数美师: 请你告诉老师, “音乐课”什么时候上？你是怎么知道的？生：在星期五的第六节。
初中数学人教版 八年级上册 4.3.平面直角坐标系人教版
初 中 数 学
八 上
通过上面的讨论，你有什么发现？ 在直角坐标系内，点与有序实数对 具有怎样的关系？
在直角坐标系中，一对有序实数 可以确定一个点的位置；反之，任意 一点都可以用一对有序实数表示.
我们称这样的有序实数对叫做点的 坐标.
下面来认识点的坐标
初 中 数 学
八 上
例如，图中点P的坐标为（a，b），其中
的序变实化数而 对变(a，化b！)可以确定一-4 个点P的位置！
初 中 数 学
八 上
“中山北路西边50 m，北京西路北边30 m”
B(－50，30)
50 m
中 山 北
路
30 m
10
北京西路 －10 Ｏ 10
－10
北京东路
中 山 （－音50，乐3喷0）泉Ｂ的位置南路对应着一对有序实数
初 中 数 学
构成平面直角坐标系，简称为直角坐标系．
如图，水平
y4
方向的数轴称为
3
x 轴或横轴，竖
2
直方向的数轴称
1
为y 轴或纵轴， 它们统称为坐标
-4-3-2-1OO 1 -1
2
3
4x
轴．公共原点O
-2
称为坐标原点．
-3
-4
初 中 数 学
八 上
平面直角坐标系有什么样的特征呢？
①两条数轴互相垂 直且原点重合；
4y
八 上
一般地，如果Q是直角坐标系中一点，你
能找到与之对应的一对有序实数（m，n）吗？
你是怎样找的？
4y
3
2
m
1
-4-3-2-1OO -1
1
2
3
4x
想一想:
高中数学必修二4.3.1空间直角坐标系课件
( 1 ,0, 1 ),(1, 1 , 1 ),( 1 ,1, 1 ),(0, 1 , 1 );
2 2 22 2 2 22
z
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
上层这五个钠原子所 在位置的坐标分别是
(0,0,1), (1,0,1), (1,1,1),
(0,1,1),( 1 , 1 ,1);
22
y
x
练习：在空间直角坐标系中描出下列各点， 并说明这些点的位置。
图：建立空间直角坐标系 O xyz 后，
试写出全部钠原子所在位置的坐标。
z
y x
解: 把图中的钠原子分成下,中,上三层来 写它们所在位置的坐标.
下层五个钠原子所在位置的坐标分别是
(0,0,0),(1,0,0),(1,1,0),(0,1,0),( 1 , 1 ,0);
22
中层这四个钠原子所在位置的坐标分别是
A（0,1,1） B（0,0,2） C（0,2,0）
D（1,0,3） E（2,2,0） F（1,0,0）
解：
z
3 D•
2• B
1 •A C
F• O 1 •2 y 21
•E
x
课后练习：
z
解：
D
P
C
A
B
O xA
Cy B
解：
z
D A
O xA
C
B Q
Cy B
练习：点M(x,y,z)是空间直角坐标系Oxyz中的一点 ，写出满足下列条件的点的坐标.（课本138题1）
A
x -1
0
y
P
N
0
Mx
12
数轴上的点可用与 这个点对应的实数 x来表示。
平面直角坐标系上的点用 它对应的横纵坐标，即一 对有序实数对(x,y)表示。
4.3平面直角坐标系-教案(1)
班级：八（）（）日期：月日教者：课题：4.3 平面直角坐标系（1）课时：1 课型：新授【教学目标】认识并能画出平面直角坐标系，知道点的坐标及象限的含义；能在给定的直角坐标系中,由点的位置写出它的坐标和由点的坐标指出它的位置；经历画坐标系、由点找坐标等过程，发展数形结合意识.【教学重点】能在给定的直角坐标系中,由点的位置写出它的坐标和由点的坐标指出它的位置.【教学难点】理解平面内点的坐标的意义.【教学过程】一、自学指导1．预习P123-P124,回答下列问题（1）平面上互相且有的两条数轴构成平面直角坐标系，简称 .水平方向的数轴称为，竖直方向的数轴称为，公共原点称为（2）在平面直角坐标系中，可以确定一个点的位置；反之，任意一点的位置都可以用来表示，这样的叫做点的坐标.写出某点的坐标时，应写在的前面.（3）数轴上的点与成一一对应.平面上的点与成一一对应. （4）两条坐标轴将平面分成的4个区域称为，按逆时针顺序分别记为、、、 .但必须注意，坐标轴上的点不属于任何象限.二、自主练习（1）在直角坐标系中，描出下列各点的位置：A (4，1)，B(-1，4)，C(-4，-2)，D(3，-2)，E( 0, 1 )，F( -4, 0 ) .（2）写出图中A、B、C、D、E、F 各点的坐标．三、合作探究1．点A（-1，4）在第_____象限，B（-1，-4）在第______象限；点C（•1，•-•4）在第__ __象限，D（1，4）在第____象限；点E（-2，0）在____轴上，点F（0，-2）在____•轴上. 2．已知点P（a，b）（1）当a＞0，b＞0，点P在第象限；（2）当a＜0，b＞0，点P在第象限；（3）当a＜0，b＜0，点P在第象限；（4）当a＞0，b＜0，点P在第象限；（5）当a＝0，b≠0，点P在；（6）当a＜0，b＝0，点P在；（7）当a=0， b＝0，点P在；（8）若ab>0，则点Ｐ在第___ ____象限；（9）若ab＜0，则点Ｐ在第_____ __象限；（10）若a2＋b2＝０，则点Ｐ在________.3.建立直角坐标系，并描出下列各点的位置：A（2，4） B（-2.5，3）C（-3，-2） D（1.5，-3.5）E（-2，0） F（0，-3）4.根据右图中的平面直角坐标系,四个顶点的坐标 .(1)写出A B C D的面积 .(2)试求出A B C D四、变式拓展1.(1)已知点A（a+1,a2－4）在x轴的正半轴上，求A的坐标.(2)已知点B（a,3）,点C（－2，b），直线BC平行于y 轴，求a的值，并确定b的取值范围.五、回扣目标六、课堂反馈1．判断：①对于坐标平面内的任一点，都有唯一的一对有序实数与它对应.（ ）②在直角坐标系内，原点的坐标是0.（ ）③若点A （a ，b -）在第二象限，则点B （a -,b ）在第四象限. （ ）④若点P 的坐标为（a ，b ），且a·b=0，则点P 一定在坐标原点. （ ）2. 点P （－2，－4）到x 轴的距离是 ，到y 轴的距离是 ，到原点的距离是 .3. 已知A （3，2），AB ∥x 轴，且AB=2，则B 点坐标是 .4．若点P （x ，y ）在第四象限，|x|=2，|y|=3，则P 点的坐标为 .5．若点P （n m ,）在第三象限，则点Q （n m --,）在（ ）A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限6. 若点A （6，0），B （－6，0），则线段AB 中点的坐标是（ ）A ．（4，4）B ．（0，0）C ．（1，0）D ．（－1，0）7. 已知点M （x ，y ）（x ＜0，y ＜0 ）到x 轴的距离为4，到y 轴的距离为3，则此点的坐标是（ ）A ．（4，3）B ．（－3，4）C ．（－3，－4）D ．（－4，3）或（－4，2）课堂作业A 组1．在平面内 构成平面直角坐标系.2. 若电影院座位中的8排10号用（8,10），那么10排8座可用 表示，（5,4）指 排 座.3．已知点（－3，4），它到x 轴的距离是 ，到y 轴的距离是 ，到原点的距离是 .4．点A(2，-5)在第 象限，B(-2，一5)在第 象限； 点C(-2，5)在第 象限，D(2，5)在第 象限；点E(5，0)在 轴上，点F(0，-5)在 轴上.5. 点M （b+2，b －3）在x 轴上，则点M 的坐标为 .6．已知P 点坐标为（1-a ，5-a ）.①点P 在x 轴上，则a = ； ②点P 在y 轴上，则a = ；③若a ＜1，则点P 在第 象限内； ④若a ＞5，则点P 在第 象限内； ⑤若1=a ，则点P 在 ；⑥若5=a ，则点P 在 .7．如图，方格中填有16个英文字母，若D 所在的方格用(0，0)表示，G所在的方格用(1，1)表示，则B所在的方格可用表示，(3，2)表示方格中的字母是 .8．请在坐标系中描出下列各点：A（2,1），B（2，－3），C（－1,2），D（3,2），E（3,3），F（2，－2）（1）点E与x轴的距离是，与y轴的距离是，点F与x轴的距离是，与y轴的距离是，∠EOx＝度，∠FOy＝度（2）连结AB、CD，请判断这两条线与坐标轴的位置关系，AB y轴，CD x轴.请归纳：有A（a,b），B（c,d）若a=c, 则AB∥轴；若b=d，则AB∥轴B组2.已知点A在第四象限，它的横坐标与纵坐标的积为—6．点A的位置确定吗?若确定，请写出点A的坐标；若不确定，请写出2个符合上述条件的点的坐标.教学后记：。
平面直角坐标系
4.3 平面直角坐标系
情景引入--五子棋
五子棋是一种两人对弈 的游戏, 相传起源于中国 四千多年前的尧帝时期, 比围棋的历史还要悠久, 发展于日本, 流行于欧美, 棋子分为黑白两色, 棋盘 为15×15, 棋子放置于棋 盘线交叉点上。两人对局, 各执一色, 轮流下一子, 先 将横、竖或斜线的5个或5 个以上同色棋子连成不间 断的一排者为胜
3.如何在平面直角坐标系中确定一个点的坐标？
平面直角坐标系
平面上互相垂直且有公共原点的两条数轴, 构成平面直角 坐标系.简称为直角坐标系.
水平方向的数轴称为横轴或x轴, 竖直 方向上的数轴称为纵轴或y轴.公共原点称 为坐标原点.
如图, 平面内的一个点的位置可以用一 对有序数（ 2 , 4）来表示,
F
E(0,1), F(-4,0)
C
E
A
x
D
由位置定点坐标 2.写出图中点A、B.C的坐标 解: A(-4,3) B(-3,-2) C(1,-3)
活动五 巩固练习
1.由坐标系内的点的位置，写出点A、B.C的坐标. 2.在坐标系中描出下列各点. (课本P124)
A(2,4), B(-2.5,3), C(-3,-2), D(1.5,-3.5)
y
(4,5)
y
B
A
(-4)
x
D
归纳:一对有序数对可以确定一个点的位置,反之,任 何一个点的位置都可以用一对有序数对来表示.
活动六 再识平面直角坐标系
什么是平面直角坐标系的象限？
各象限内的点的坐标有什么特点？ 坐标轴上的点的坐标有什么特点?
画板>>
第二象限 (0,?)第一象限 (－,+) B (+,+)
4.3 平面直角坐标系 课件(苏科版八年级上册) (8)
坐标平面上的点
一对有序实数
纵轴
y
第二象限
第一象限
第三象限
注
第四象限
意:坐标轴上的点不属于任何象限。
如图，在平面直角坐标系中，由一对有 序实数，可以确定一个点P的位置： 过x轴表示坐标为a的点画x轴的垂线 过y轴表示坐标为b的点画y轴的垂线 这两条垂线的交点即为点P
y
P（a，b）。
横坐标在前， 纵坐标在后， 中间隔开用逗号
-1
到X轴的距离为２，到Y轴的距离是３的 4 个，它们是_________________。 点有__
(3，2)或(-3，2)或(-3，-2)或(3，-2) y
5 4 3 B 2 (-3,2) 1
A
(3,2)
-9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x -1 C D (3,-2) -2 (-3,-2) -3 2.点P到x轴的距离是2.5；到 y轴的距离是4.5. -4 -5 求点P的坐标
6 5 4 3 2 1 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7
5
6
X
3.分别在平面内确定点A(3,2)、B(2,3)的位 置，并确定点C、D、E的坐标。
y
5 C (-3,3)4 3 2 1
B (2,3) A(3,2)
- 9 - 8- 7 - 6 - 5- 4 - 3 - 2 - 1 o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x -1 -2 E (5,-3) -3 -4 D (-7,-5) -5
（-，-）
（+，-）
2、坐标轴上的点的坐标有什么特征？ 在x轴上的点， 纵坐标等于0；
4.3平面直角坐标系(1)
接受新知
y
30 20 10 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10
o 10
-10 -20 -30 -40 -50
20
（-50,-20）
若将中山路与解 放路看两条互相 垂直的数轴，十 x 字路口为它们的 公共原点，这样 就形成了一个平 面直角坐标系。
概念学习
平面上有公共原点且互相垂直的2 条数轴构成平面直角坐标系，简称直角 坐标系。
在y轴上的点，
一、判断： 1、对于坐标平面内的任一点，都有唯 一的一对有 序实数与它对应.（ √ ） 2、在直角坐标系内，原点的坐标是0.（ × ） 3、点A（a ，-b ）在第二象限，则点B（-a,b）在 第四象限. （ √ ） 4、若点P的坐标为（a，b），且a· b=0，则点P一定 在坐标原点. （ × ）
商业城
解 放 路 解 放 路
城市 客厅
中山路
公安局
中山路
国际 饭店
你能根据小亮的提 示从左图中找出市公 安局的位置吗？
小亮：市公安局在中山路南 边20米，解放路西边50米。
想 一 想：
1、小亮是怎样描述公安局的位置的？ 2、小亮可以省去“南边”和“西边” 这几个字吗？ 3、如果小亮说在“中山路南边、解放 路东边”，你能找到公安局吗？ 4、如果小亮只说在“中山路南边20 米”，或只说在“解放路西边50米”， 你能找到公安局吗？
水平方向的数轴称为x轴或横轴。 竖直方向的数轴称为y轴或纵轴。 它们统称坐标轴。 公共原点O称为坐标原点。
确定点的位置
如图，已知平面内一点Ｐ， 如何确定它的位置呢？
y
b
1
-1
o
-1
1
过点Ｐ分别作x，y轴 （a,b） 的垂线，将垂足对应 Ｐ • 的数组合起来形成一 对有序实数，即为点 a x Ｐ的坐标，可表示为 Ｐ（a，b）
4.3 平面坐标系中几种常见变换.
4.3 平面坐标系中几种常见变换4．3.1平面直角坐标系中的平移变换课标解读1.理解平移的意义，深刻认识一个平移就对应一个向量．2.掌握平移公式，并能熟练运用平移公式简化函数的解析式.1．平移在平面内，将图形F 上所有点按照同一个方向，移动同样长度，称为图形F 的平移，若以向量a 表示移动的方向和长度，也称图形F 按向量a 平移．2．平移变换公式设P (x ，y )，向量a ＝(h ，k )，平移后的对应点P ′(x ′，y ′)，则(x ，y )＋(h ，k )＝(x ′，y ′)或⎩⎪⎨⎪⎧x ＋h ＝x ′，y ＋k ＝y ′.1．求平移后曲线的方程的步骤是什么？【提示】 步骤：(1)设平移前曲线上一点P 的坐标为(x ，y )，平移后的曲线上对应点P ′的坐标为(x ′，y ′)；(2)写出变换公式⎩⎪⎨⎪⎧ x ′＝x ＋h ，y ′＝y ＋k ，并转化为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x ′－h ，y ＝y ′－k ；(3)利用上述公式将原方程中的x ，y 代换；(4)按习惯，将所得方程中的x ′，y ′分别替换为x ，y ，即得所求曲线的方程． 2．在图形平移过程中，每一点都是按照同一方向移动同样的长度，你是如何理解的？【提示】 其一，平移所遵循的“长度”和“方向”正是向量的两个本质特征，因此，从向量的角度看，一个平移就是一个向量．其二，由于图形可以看成点的集合，故认识图形的平移，就其本质来讲，就是要分析图形上点的平移.平移变换公式的应用点M (8，－10)按a 平移后的对应点M ′的坐标为(－7,4)，求a .【自主解答】 由平移公式得⎩⎪⎨⎪⎧－7＝8＋h ，4＝－10＋k ，解得⎩⎪⎨⎪⎧h ＝－15，k ＝14，即a ＝(－15,14)．把点A (－2,1)按a ＝(3,2)平移，求对应点A ′的坐标(x ′，y ′)． 【解】 由平移公式得⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝－2＋3＝1，y ′＝1＋2＝3，即对应点A ′的坐标(1,3)．平移变换公式在圆锥曲线中的应用求双曲线4x 2－9y 2－16x ＋54y －29＝0的中心坐标、顶点坐标、焦点坐标与对称轴方程、准线方程和渐近线方程．【思路探究】 把双曲线方程化为标准方程求解．【自主解答】 将方程按x ，y 分别配方成4(x －2)2－9(y －3)2＝－36， 即(y －3)24－(x －2)29＝1.令⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝x －2，y ′＝y －3，方程可化为y ′24－x ′29＝1.双曲线y ′24－x ′29＝1的中心坐标为(0,0)，顶点坐标为(0,2)和(0，－2)，焦点坐标为(0，13)和(0，－13)，对称轴方程为x ′＝0，y ′＝0，准线方程为y ′＝±41313，渐近线方程为y ′2±x ′3＝0. 根据公式⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x ′＋2，y ＝y ′＋3可得所求双曲线的中心坐标为(2,3)，顶点坐标为(2,5)和(2,1)，焦点坐标为(2,3＋13)和(2,3－13)，对称轴方程为x ＝2，y ＝3，准线方程为y ＝3±41313，渐近线方程为y －32±x －23＝0，即2x ＋3y －13＝0和2x －3y ＋5＝0.几何量a ，b ，c ，e ，p 决定了圆锥曲线的几何形状，它们的值与圆锥曲线的位置无关，我们将其称为位置不变量．已知抛物线y ＝x 2＋4x ＋7.(1)求抛物线顶点的坐标；(2)求将这条抛物线平移到顶点与坐标原点重合时的函数解析式．【解】 (1)设抛物线y ＝x 2＋4x ＋7的顶点O ′的坐标为(h ，k )，那么 h ＝－42＝－2，k＝4×7－424＝3，即这条抛物线的顶点O ′的坐标为(－2,3)． (2)将抛物线y ＝x 2＋4x ＋7平移，使点O ′(－2,3)与点O (0,0)重合，这种图形的变换可以看做是将其按向量O ′O →平移得到的，设O ′O →的坐标为(m ，n )，那么⎩⎪⎨⎪⎧m ＝0－(－2)＝2，n ＝0－3＝－3.所以抛物线按(2，－3)平移，平移后的方程为y ＝x 2.(教材第40页习题4.3第3题)写出抛物线y 2＝8x 按向量(2,1)平移后的抛物线方程和准线方程．(2013·无锡质检)将函数y ＝2x 的图象l 按a ＝(0,3)平移到l ′，求l ′的函数解析式．【命题意图】 本题主要考查平面直角坐标系中平移公式的运用．【解】 设P (x ，y )为l 的任意一点，它在l ′上的对应点P ′(x ′，y ′)由平移公式得⎩⎪⎨⎪⎧ x ′＝x ＋0，y ′＝y ＋3⇒⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x ′，y ＝y ′－3.将它们代入y ＝2x 中得到y ′－3＝2x ′， 即函数的解析式为y ＝2x ＋3.1．将点P (7,0)按向量a 平移，得到对应点A ′(11,5)，则a ＝________. 【答案】 (4,5)2．直线l ：3x －2y ＋12＝0按向量a ＝(2，－3)平移后的方程是________． 【答案】 3x －2y ＝03．曲线x 2－y 2－2x －2y －1＝0的中心坐标是________． 【解析】 配方，得(x －1)2－(y ＋1)2＝1. 【答案】 (1，－1)4．开口向上，顶点是(3,2)，焦点到顶点距离是1的抛物线方程是________． 【解析】 开口向上，焦点到顶点距离是1的抛物线的标准方程是x 2＝4y ，所以所求抛物线的方程是(x －3)2＝4(y －2)．【答案】 (x －3)2＝4(y －2)1．已知函数y ＝x 2图象F 按平移向量a ＝(－2,3)平移到F ′的位置，求图象F ′的函数表达式．【解】 在曲线F 上任取一点P (x ，y )，设F ′上的对应点为P ′(x ′，y ′)，则x ′＝x－2，y ′＝y ＋3，∴x ＝x ′＋2，y ＝y ′－3. 将上式代入方程y ＝x 2， 得：y ′－3＝(x ′＋2)2，∴y ′＝(x ′＋2)2＋3，即图象F ′的函数表达式为y ＝(x ＋2)2＋3.2．求椭圆4x 2＋9y 2＋24x －18y ＋9＝0的中心坐标、焦点坐标、长轴长、短轴长、离心率及准线方程．【解】 因椭圆方程可化为(x ＋3)29＋(y －1)24＝1，其中心为(－3,1)，焦点坐标为(－3±5，1)，长轴长为6，短轴长为4，离心率为53，准线方程为x ＝－3±955. 3．圆x 2＋y 2＝25按向量a 平移后的方程是x 2＋y 2－2x ＋4y －20＝0，求过点(3,4)的圆x 2＋y 2＝25的切线按向量a 平移后的方程．【解】 由题意可知a ＝(1，－2)，因为平移前过点(3,4)的圆x 2＋y 2＝25的切线方程为3x ＋4y ＝25，所以平移后的切线方程为3(x －1)＋4(y ＋2)＝25，即3x ＋4y －20＝0.4．已知两个点P (1,2)、P ′(2,10)和向量a ＝(－3,12)．回答下列问题： (1)把点P 按向量a 平移，求对应点的坐标；(2)把某一点按向量a 平移得到对应点P ′，求这个点的坐标； (3)点P 按某一向量平移，得到的对应点是P ′，求这个向量的坐标．【解】 (1)平移公式为⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝x －3，y ′＝y ＋12.由x ＝1，y ＝2，解得x ′＝－2，y ′＝14，即所求的对应点的坐标为(－2,14)．(2)平移公式为⎩⎪⎨⎪⎧ x ′＝x －3，y ′＝y ＋12.由x ′＝2，y ′＝10，解得x ＝5，y ＝－2，即所求点的坐标为(5，－2)．(3)平移公式为⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝x ＋h ，y ′＝y ＋k .由x ＝1，y ＝2，x ′＝2，y ′＝10，解得h ＝1，k ＝8，所以所求的向量的坐标为(1,8)．5．将二次函数y ＝x 2的图象按向量a 平移后得到的图象与一次函数y ＝2x －5的图象只有一个公共点(3,1)，求向量a 的坐标．【解】 设a ＝(h ，k )，所以y ＝x 2平移后的解析式为y －k ＝(x －h )2，即y ＝x 2－2hx ＋h 2＋k 与直线y ＝2x －5只有一个公共点，则直线为抛物线在(3,1)处的切线，由导数知识，知y ＝x 2－2hx ＋h 2＋k 在(3,1)处切线的斜率为6－2h ，从而6－2h ＝2，h ＝2.又点(3,1)在y －k ＝(x －h )2上，解得k ＝0，所以向量a 的坐标为(2,0)．6．抛物线y ＝x 2－4x ＋7按向量a 平移后，得到抛物线的方程是y ＝x 2.求向量a 及平移前抛物线的焦点坐标．【解】 抛物线方程可化为y －3＝(x －2)2，平移后的抛物线方程为y ＝x 2，所以a ＝(－2，－3)，因为y ＝x 2的焦点坐标为(0，14)，所以平移前抛物线的焦点坐标为(0＋2，14＋3)，即(2，134)．7．已知双曲线的渐近线方程为4x ＋3y ＋9＝0与4x －3y ＋15＝0，一条准线的方程为y ＝－115，求此双曲线的方程．【解】 两渐近线的交点即双曲线中心，故由⎩⎪⎨⎪⎧4x ＋3y ＋9＝0，4x －3y ＋15＝0，解得交点为(－3,1)，即中心为(－3,1)．又一条准线方程为y ＝－115，说明焦点所在的对称轴平行于y 轴，所以可设双曲线方程为(y －1)2a 2－(x ＋3)2b 2＝1，它的渐近线方程可写成y －1a ±x ＋3b ＝0①，准线方程为y －1＝±a 2c ②，而已知渐近线方程为4x ＋3y ＋9＝0，即4(x ＋3)＋3(y －1)＝0，另一条渐近线方程为4x －3y ＋15＝0，即4(x ＋3)－3(y －1)＝0，合并即为y －14±x ＋33＝0.对照①，得a b ＝43③.而已知准线方程y ＝－115，即y －1＝－165.对照②，得a 2c ＝165④.由③④，解得a ＝4，b ＝3，c＝5.故所求双曲线方程为(y －1)216－(x ＋3)29＝1.教师备选8．已知抛物线y ＝x 2－4x －8，(1)求将这条抛物线的顶点平移到点(3，－2)时的抛物线方程； (2)将此抛物线按怎样的向量a 平移，能使平移后的方程是y ＝x 2?【解】 (1)将抛物线y ＝x 2－4x －8配方，得y ＝(x －2)2－12，故抛物线顶点的坐标为P (2，－12)，将点(2，－12)移到(3，－2)时，其平移向量a ＝(1,10)，于是平移公式为⎩⎪⎨⎪⎧ x ′＝x ＋1，y ′＝y ＋10，即⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x ′－1，y ＝y ′－10.因为点(x ，y )在抛物线y ＝x 2－4x －8上，所以y ′－10＝(x ′－1)2－4(x ′－1)－8， 即y ′＝x ′2－6x ′＋7.所以平移后的方程为y ＝x 2－6x ＋7.(2)法一 设平移向量a ＝(h ，k )，则平移公式为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x ′－h ，y ＝y ′－k . 将其代入y ＝x 2－4x －8，得 y ′－k ＝(x ′－h )2－4(x ′－h )－8， 化简整理，得y ′＝x ′2－(2h ＋4)x ′＋h 2＋4h ＋k －8.令⎩⎪⎨⎪⎧2h ＋4＝0，h 2＋4h ＋k －8＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧h ＝－2，k ＝12，此时y ′＝x ′2.所以当图象按向量a ＝(－2,12)平移时，可使函数的解析式化为y ＝x 2. 法二 将抛物线y ＝x 2－4x －8，即y ＋12＝(x －2)2平移到y ＝x 2. 只需要作变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝x －2，y ′＝y ＋12. 所以平移对应的向量坐标为(－2,12)．4．3.2平面直角坐标系中的伸缩变换课标解读1.了解平面直角坐标系中的伸缩变换，能运用伸缩变化进行简单的变换．2.体会平面直角坐标系中的伸缩变换给图形带来的变化.1．横坐标的伸缩变换一般地，由⎩⎪⎨⎪⎧kx ＝x ′，y ＝y ′(k ＞0)所确定的伸缩变换，是按伸缩系数为k 向着y 轴的伸缩变换(当k ＞1时，表示伸长；当0＜k ＜1时，表示压缩)，即曲线上所有点的纵坐标不变，横坐标变为原来的k 倍(这里(x ，y )是变换前的点，(x ′，y ′)是变换后的点)．2．纵坐标的伸缩变换一般地，由⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x ′，ky ＝y ′(k ＞0)所确定的伸缩变换，是按伸缩系数为k 向着x 轴的伸缩变换(当k ＞1时，表示伸长；当0＜k ＜1时，表示压缩)，即曲线上所有点的横坐标不变，纵坐标变为原来的k 倍(这里(x ，y )是变换前的点，(x ′，y ′)是变换后的点)．3．伸缩变换一般地，设点P (x ，y )是平面直角坐标系中的任意一点，在变换φ：⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝λx (λ＞0)，y ′＝μy (μ＞0)的作用下，点P (x ，y )对应到点P ′(x ′，y ′)，称φ为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换，简称为伸缩变换．1．如果x 轴的单位长度保持不变，y 轴的单位长度缩小为原来的12，圆x 2＋y 2＝4的图形变为什么图形？伸缩变换可以改变图形的形状吗？那平移变换呢？【提示】 x 2＋y 2＝4的图形变为椭圆：x 24＋y 2＝1.伸缩变换可以改变图形的形状，但平移变换仅改变位置，不改变它的形状． 2．如何理解平面直角坐标系中的伸缩变换？【提示】 在平面直角坐标系中进行伸缩变换，即改变x 轴或y 轴的单位长度，将会对图形产生影响．其特点是坐标系和图形发生了改变，而图形对应的方程不发生变化．如在下列平面直角坐标系中，分别作出f (x ，y )＝0的图形：(1)x 轴与y 轴具有相同的单位长度；(2)x 轴上的单位长度为y 轴上单位长度的k 倍；(3)x 轴上的单位长度为y 轴上单位长度的1k .第(1)种坐标系中的意思是x 轴与y 轴上的单位长度一样，f (x ，y )＝0的图形就是我们以前学过的平面直角坐标系中的f (x ，y )＝0的图形；第(2)种坐标系中的意思是如果x 轴上的单位长度保持不变，y 轴上的单位长度缩小为原来的1k，此时f (x ，y )＝0表示的图形与第(1)种坐标系中的图形是不同的；第(3)种坐标系中的意思是如果y 轴上的单位长度保持不变，x 轴上的单位长度缩小为原来的1k ，此时f (x ，y )＝0表示的图形与第(1)种坐标系中的图形是不同的．伸缩变换对下列曲线进行伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧kx ＝x ′，ky ＝y ′(k ≠0，且k ≠1)．(1)y ＝kx ＋b ；(2)(x －a )2＋(y －b )2＝r 2.【自主解答】 设P (x ，y )是变换前的点，P ′(x ′，y ′)是变换后的点，由题意，得⎩⎪⎨⎪⎧kx ＝x ′，ky ＝y ′，即⎩⎨⎧x ＝1kx ′，y ＝1k y ′.(1)由1k y ′＝k (1k x ′)＋b ，y ′＝kx ′＋kb ，得直线y ＝kx ＋b 经过伸缩变换后的方程为y＝kx ＋kb ，仍然是一条直线．当b ＝0时，该直线和原直线重合；当b ≠0时，该直线和原直线平行．(2)由(1k x ′－a )2＋(1k y ′－b )2＝r 2，(x ′－ka )2＋(y ′－kb )2＝(kr )2，得圆(x －a )2＋(y －b )2＝r 2经过伸缩变换后的方程为(x －ka )2＋(y －kb )2＝(kr )2，它是一个圆心为(ka ，kb )，半径为|kr |的圆．在同一平面直角坐标系中，将直线x －2y ＝2变成直线2x ′－y ′＝4，求满足图象变换的伸缩变换．【解】 设变换为⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝λx ，λ＞0y ′＝μy ，μ＞0，代入直线方程2x ′－y ′＝4得：2λx －μy ＝4，即λx －μ2y ＝2，比较系数得： λ＝1，μ＝4，即直线x －2y ＝2图象上所有点的横坐标不变，纵坐标扩大到原来的4倍可得到直线2x ′－y ′＝4.伸缩变换的应用曲线y ＝2sin 3x 变换成曲线y ＝3sin 2x ，求它的一个伸缩变换．【思路探究】 设⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝λx (λ＞0)，y ′＝μy (μ＞0)代入y ′＝3sin 2x ′，所得式再与y ＝2sin 3x 比较即可求λ、μ.【自主解答】 将变换后的曲线y ＝3sin 2x 改成y ′＝3sin 2x ′.设伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝λx (λ＞0)，y ′＝μy (μ＞0)，代入y ′＝3sin 2x ′；得μy ＝3sin(2λx )即y ＝3μsin(2λx )，与y ＝2sin 3x 比较系数，得⎩⎪⎨⎪⎧2λ＝3，3μ＝2，即⎩⎨⎧ λ＝32，μ＝32，所以伸缩变换为⎩⎨⎧x ′＝32x ，y ′＝32y .确定一个伸缩变换，实际上就是求其变换方法，将新旧坐标分清，代入对应的曲线方程，然后比较系数即可．(1)圆x 2＋y 2＝a 2经过什么样的伸缩变换，可以使方程变为x 2a 2＋y 2b2＝1(0＜b ＜a )?(2)分析圆x 2＋y 2＝a 2的一条弦所在直线和经过该弦中点的直径所在直线经过上述伸缩变换后的位置关系．【解】 (1)椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1可以化为x 2＋a 2y 2b2＝a 2， 设⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝x ′，y ＝a b y ′，即⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x ′，b a y ＝y ′.所以圆x 2＋y 2＝a 2经过向着x 轴方向上的伸缩变换，伸缩系数k ＝b a ，可以使方程变为x 2a2＋y 2b2＝1. (2)若圆x 2＋y 2＝a 2的一条弦所在直线的斜率存在且不为0，设其方程为y ＝kx ＋m ，根据垂径定理，经过该弦中点的直径所在直线的方程为y ＝－1kx .由a b y ′＝kx ′＋m ，得y ′＝bk a x ′＋b a m .所以直线y ＝kx ＋m 经过变换，方程可变为y ＝bk a x ＋b am . 由a b y ′＝－1k x ′，得y ′＝－b ka x ′，所以直线y ＝－1k x 经过变换，方程可变为y ＝－b kax .此时，两条直线的斜率乘积是定值－b 2a2.若圆x 2＋y 2＝a 2的弦所在直线的方程为x ＝n ，则经过其中点的直径所在直线的方程为y ＝0，伸缩变换后其方程分别变为x ＝n ，y ＝0.此时两直线依然垂直．若圆x 2＋y 2＝a 2的弦所在直线的方程为y ＝n ，则经过其中点的直径所在直线的方程为x ＝0，伸缩变换后其方程分别变为y ＝ban ，x ＝0.此时两直线依然垂直．(教材第41页习题4.3第8题)对下列曲线向着x 轴进行伸缩变换，伸缩系数k ＝2：(1)x 2－4y 2＝16；(2)x 2＋y 2－4x ＋2y ＋1＝0.(2013·南京模拟)求满足下列图形变换的伸缩变换：由曲线x 2＋y 2＝1变成曲线x ′29＋y ′24＝1.【命题意图】 本题主要考查平面直角坐标系中的伸缩变换．【解】 设变换为⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝λx ，λ＞0，y ′＝μy ，μ＞0，代入方程x ′29＋y ′24＝1，得λ2x 29＋μ2y 24＝1.与x 2＋y 2＝1比较，将其变形为λ29x 2＋μ24y 2＝1，比较系数得λ＝3，μ＝2.∴⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝3x ，y ′＝2y ，即将圆x 2＋y 2＝1上所有点横坐标变为原来的3倍，纵坐标变为原来的2倍，可得椭圆x ′29＋y ′24＝1.1．直线x ＋4y －6＝0按伸缩系数12向着x 轴的伸缩变换后，直线的方程是________．【答案】 x ＋8y －6＝02．直线2x －3y ＝0按伸缩系数3向着y 轴的伸缩变换后，直线的方程是________． 【答案】 2x －9y ＝03．曲线x 2＋y 2＝4按伸缩系数2向着y 轴的伸缩变换后，曲线的方程是________． 【答案】 x 216＋y 24＝14．y ＝cos x 经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2x ，y ′＝3y后，曲线方程变为______．【解析】 由⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2xy ′＝3y ，得⎩⎨⎧x ＝12x ′y ＝13y ′，代入y ＝cos x ，得13y ′＝cos 12x ′， 即y ′＝3cos 12x ′.【答案】 y ＝3cos x21．在平面直角坐标系中，求下列方程经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2x ，y ′＝3y 后的方程．(1)2x ＋3y ＝0；(2)x 2＋y 2＝1.【解】 由伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2x ，y ′＝3y 得到⎩⎨⎧x ＝12x ′，y ＝13y ′.①(1)将①代入2x ＋3y ＝0，得到经过伸缩变换后的方程为x ′＋y ′＝0，所以，经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2xy ′＝3y后，直线2x ＋3y ＝0变成直线x ＋y ＝0.(2)将①代入x 2＋y 2＝1，得x ′24＋y ′29＝1.所以，经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2x y ′＝3y后，方程x 2＋y 2＝1变成x 24＋y 29＝1.2．伸缩变换的坐标表达式为⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝x ，y ′＝4y .曲线C 在此变换下变为椭圆x ′2＋y ′216＝1.求曲线C 的方程．【解】 把⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝x ，y ′＝4y ，代入x ′2＋y ′216＝1， 得x 2＋y 2＝1，即曲线C 的方程为x 2＋y 2＝1.3．设F ：(x －1)2＋(y －1)2＝1在⎩⎪⎨⎪⎧3x ＝x ′，y ＝y ′的伸缩变换下变为图形F ′，求F ′的方程．【解】 由⎩⎪⎨⎪⎧3x ＝x ′，y ＝y ′，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝13x ′，y ＝y ′.所以(x －1)2＋(y －1)2＝1变换为(13x ′－1)2＋(y ′－1)2＝1，即(x ′－3)29＋(y ′－1)2＝1，所以F ′的方程是(x －3)29＋(y －1)2＝1.4．双曲线x 216－y 29＝1经过伸缩变换能化为等轴双曲线x 2－y 2＝1吗？【解】 双曲线方程x 216－y 29＝1可以化为(x 4)2－(y3)2＝1.令⎩⎨⎧x4＝x ′，y3＝y ′，则x ′2－y ′2＝1.所以双曲线x 216－y 29＝1可以通过伸缩变换化为等轴双曲线x 2－y 2＝1，具体步骤是：按伸缩系数14向着y 轴进行伸缩变换，再将曲线按伸缩系数13向着x 轴进行伸缩变换．5．已知G 是△ABC 的重心，经过伸缩系数k 向着x 轴(或y 轴)的伸缩变换后，得到G ′和△A ′B ′C ′.试判断G ′是否为△A ′B ′C ′的重心．【解】 设△ABC 的三个顶点的坐标分别为A (x 1，y 1)、B (x 2，y 2)、C (x 3，y 3)，则G (x 1＋x 2＋x 33，y 1＋y 2＋y 33)．经过伸缩系数k 向着x 轴的伸缩变换后，得到△A ′B ′C ′的三个顶点及点G ′的坐标分别为A ′(x 1，ky 1)、B ′(x 2，ky 2)，C ′(x 3，ky 3)，G ′(x 1＋x 2＋x 33，k y 1＋y 2＋y 33)．由于△A ′B ′C ′的重心坐标为(x 1＋x 2＋x 33，ky 1＋ky 2＋ky 33)，所以G ′仍然是△A ′B ′C ′的重心．同理可证，若伸缩变换向着y 轴方向，G ′同样也是△A ′B ′C ′的重心．6．已知：△ABC 经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧kx ＝x ′，ky ＝y ′(k ≠0，且k ≠1)后，得到△A ′B ′C ′.求证：△A ′B ′C ′和△ABC 相似，且面积比为k 2.【证明】 设A (x 1，y 1)、B (x 2，y 2)，则 A ′(kx 1，ky 1)、B ′(kx 2，ky 2)． 所以A ′B ′＝(kx 1－kx 2)2＋(ky 1－ky 2)2＝|k |(x 1－x 2)2＋(y 1－y 2)2＝|k |AB .同理可得A ′C ′＝|k |AC ，B ′C ′＝|k |BC ， 所以△A ′B ′C ′∽△ABC ，所以∠A ＝∠A ′， S △A ′B ′C ′＝12(|k |AB )·(|k |AC )sin A ′＝k 2[12(AB ·AC )sin A ]＝k 2S △ABC .7．设P 1、P 2是直线l 上的两点，点P 是l 上不同于P 1、P 2的任意一点，则存在一个实数λ，使P 1P →＝λPP 2，称λ为点P 分有向线段P 1P 2所成比．设P 1(x 1，y 1)、P 2(x 2，y 2)，点P 分有向线段P 1P 2所成比为λ，经过伸缩变换后，点P 1、P 2和P 分别变为P 1′、P 2′和P ′.求证：P 1′、P 2′和P ′三点依然共线，且P ′分有向线段P 1′P 2′所成比等于λ.【证明】 设P (x 0，y 0)，由P 1P →＝λPP 2→，得(x 0－x 1，y 0－y 1)＝λ(x 2－x 0，y 2－y 0)，所以⎩⎪⎨⎪⎧x 0＝x 1＋λx 21＋λ，y 0＝y 1＋λy21＋λ.设给定伸缩变换为⎩⎪⎨⎪⎧k 1x ＝x ′，k 2y ＝y ′，则有P 1′(k 1x 1，k 2y 1)、P 2′(k 1x 2，k 2y 2)、 P ′(k 1x 1＋λx 21＋λ，k 2y 1＋λy 21＋λ)．P 1′P ′→＝(k 1x 1＋λx 21＋λ－k 1x 1，k 2y 1＋λy 21＋λ－k 2y 1)＝λ(k 1(x 2－x 1)1＋λ，k 2(y 2－y 1)1＋λ)，P ′P 2′→＝(k 1x 2－k 1x 1＋λx 21＋λ，k 2y 2－k 2y 1＋λy 21＋λ)＝(k 1(x 2－x 1)1＋λ，k 2(y 2－y 1)1＋λ)，所以P 1′P ′→＝λP ′P 2′→.所以P 1′、P 2′和P ′三点依然共线，且P ′分有向线段P 1′P 2′所成比等于λ.教师备选8．在下列平面直角坐标系中，分别作出双曲线x 216－y 29＝1的图形：(1)x 轴与y 轴具有相同的单位长度；(2)x 轴上的单位长度为y 轴上单位长度的2倍； (3)x 轴上的单位长度为y 轴上单位长度的12倍．【解】 (1)建立平面直角坐标系，使x 轴与y 轴具有相同的单位长度，双曲线x 216－y 29＝1的图形如下：(2)如果x 轴上的单位长度保持不变，y 轴上的单位长度缩小为原来的12，双曲线x 216－y 29＝1的图形如下：(3)如果y 轴上的单位长度保持不变，x 轴上的单位长度缩小为原来的12，双曲线x 216－y 29＝1的图形如下：选修4－4阶段归纳提升坐标系错误!))极坐标与直角坐标的互化极坐标与直角坐标互化的公式⎩⎪⎨⎪⎧x ＝ρcos θ，y ＝ρsin θ或⎩⎪⎨⎪⎧ρ2＝x 2＋y 2，tan θ＝yx，当不能直接使用公式时，可通过适当变换，化成能使用的形式．把下列极坐标化为直角坐标：(1)M (5，56π)；(2)N (2，32π)；(3)P (2，54π)；(4)Q (2，－π6)．【解】 (1)由题意知x ＝5cos 56π＝5×(－32)＝－532，y ＝5sin 56π＝5×12＝52.所以M 点的直角坐标为(－532，52)．(2)x ＝2cos 32π＝2×0＝0，y ＝2sin 32π＝2×(－1)＝－2.所以N 点的直角坐标为(0，－2)． (3)x ＝2cos 54π＝2×(－22)＝－2，y ＝2sin 54π＝2×(－22)＝－ 2.所以P 点的直角坐标为(－2，－2)． (2)x ＝2cos(－π6)＝2×32＝3，y ＝2sin(－π6)＝2×(－12)＝－1.所以Q 点的直角坐标为Q (3，－1).极坐标的应用主要应用极坐标与直角坐标的互化公式解决问题，注意极坐标系中的ρ和θ的含义．(2012·陕西高考)直线2ρcos θ＝1与圆ρ＝2cos θ相交的弦长为________．【解析】 直线2ρcos θ＝1可化为2x ＝1，即x ＝12；圆ρ＝2cos θ两边同乘ρ得ρ2＝2ρcosθ，化为直角坐标方程是x 2＋y 2＝2x .将x ＝12代入x 2＋y 2＝2x 得y 2＝34，∴y ＝±32.∴弦长为2×32＝ 3. 【答案】3伸缩变换变换公式⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝λx (λ＞0)，y ′＝μy (μ＞0)，其中P (x ，y )为变换前的点，P ′(x ′，y ′)为变换后的点．将圆锥曲线C 按伸缩变换公式⎩⎪⎨⎪⎧3x ′＝x ，2y ′＝y 变换后得到双曲线x ′2－y ′2＝1，求曲线C 的方程．【解】 设曲线C 上任意一点P (x ，y )，通过伸缩变换后的对应点为P ′(x ′，y ′)，由⎩⎪⎨⎪⎧3x ′＝x ，2y ′＝y得⎩⎨⎧x ′＝13x ，y ′＝12y ，代入x ′2－y ′2＝1得(x 3)2－(y 2)2＝1，即x 29－y 24＝1为所求．综合检测(一)(时间90分钟，满分120分)一、填空题(本大题共14小题，每小题5分，共70分，请把答案填在题中横线上) 1．极坐标为M (8，－9π5)，N (8，11π5)，P (－8，4π5)，Q (－8，6π5)的四点中，与点A (8，π5)表示同一点的有________个．【答案】 32．已知点P 的直角坐标为(－3，3)，其极坐标为________． 【答案】 (23，2π3) 3．曲线的极坐标方程ρ＝－4sin θ化成直角坐标方程为________． 【答案】 x 2＋(y ＋2)2＝44．在极坐标系中，曲线ρ＝－4sin θ和ρcos θ＝1相交于点A 、B ，则AB ＝________. 【解析】 平面直角坐标系中，曲线ρ＝－4sin θ和ρcos θ＝1分别表示圆x 2＋(y ＋2)2＝4和直线x ＝1，作图易知AB ＝2 3.【答案】 2 35．极坐标方程ρ＝162－cos θ表示的曲线是______．【答案】 椭圆6．以(1，π)为圆心，且过极点的圆的极坐标方程是________． 【答案】 ρ＝－2cos θ7．(2013·北京高考)在极坐标系中，点⎝⎛⎭⎫2，π6到直线ρsin θ＝2的距离等于________． 【解析】 极坐标系中点⎝⎛⎭⎫2，π6对应的直角坐标为(3，1)．极坐标系中直线ρsin θ＝2对应直角坐标系中直线y ＝2.故所求距离为1.【答案】 18．已知点M 的柱坐标为(2π3，2π3，2π3)，则点M 的直角坐标为________，球坐标为________．【解析】 设点M 的直角坐标为(x ，y ，z )，柱坐标为(ρ，θ，z )，球坐标为(r ，φ，θ)，由⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝ρcos θ，y ＝ρsin θ，z ＝z 得⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝2π3cos 2π3＝－π3，y ＝2π3sin 2π3＝33π，z ＝2π3， 由⎩⎪⎨⎪⎧ r ＝x 2＋y 2＋z 2，cos φ＝z r 得⎩⎨⎧ r ＝22π3，cos φ＝22，即⎩⎨⎧ r ＝22π3，φ＝π4. 所以点M 的直角坐标为(－π3，3π3，2π3)， 球坐标为(22π3，π4，2π3)． 【答案】 (－π3，33π，23π) (223π，π4，23π) 9．在极坐标系中，曲线ρ＝2cos θ和ρcos θ＝2的位置关系是________．【答案】 相切10．极坐标方程sin θ＝－32表示的曲线是______． 【答案】 两条直线11．(2013·天津高考)已知圆的极坐标方程为ρ＝4cos θ，圆心为C ，点P 的极坐标为⎝⎛⎭⎫4，π3，则|CP |＝________. 【解析】 由ρ＝4cos θ可得x 2＋y 2＝4x ，即(x －2)2＋y 2＝4，因此圆心C 的直角坐标为(2,0)．又点P 的直角坐标为(2,23)， 因此|CP |＝2 3.【答案】 2 312．(2012·湖南高考)在极坐标系中，曲线C 1：ρ(2cos θ＋sin θ)＝1与曲线C 2：ρ＝a (a >0)的一个交点在极轴上，则a ＝________.【解析】 ρ(2cos θ＋sin θ)＝1，即2ρcos θ＋ρsin θ＝1对应的普通方程为2x ＋y －1＝0，ρ＝a (a >0)对应的普通方程为x 2＋y 2＝a 2.在2x ＋y －1＝0中，令y ＝0，得x ＝22.将(22，0)代入x 2＋y 2＝a 2得a ＝22. 【答案】 2213．在同一平面直角坐标系中经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧ x ′＝5x ，y ′＝3y 后曲线C 变为曲线2x ′2＋8y ′2＝1，则曲线C 的方程为________． 【解析】 将⎩⎪⎨⎪⎧ x ′＝5xy ′＝3y 代入2x ′2＋8y ′2＝1，得： 2·(5x )2＋8·(3y )2＝1，即50x 2＋72y 2＝1.【答案】 50x 2＋72y 2＝114．已知圆的极坐标方程ρ＝2cos θ，直线的极坐标方程为ρcos θ－2ρsin θ＋7＝0，则圆心到直线的距离为________．【解析】 将ρ＝2cos θ化为ρ2＝2ρcos θ，即有x 2＋y 2－2x ＝0，亦即(x －1)2＋y 2＝1.将ρcos θ－2ρsin θ＋7＝0化为x －2y ＋7＝0，故圆心到直线的距离d ＝|1＋7|12＋(－2)2＝855. 【答案】855 二、解答题(本大题共4小题，共50分，解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)15．(本小题满分12分)在极坐标系中，点M 坐标是(2，π3)，曲线C 的方程为ρ＝22sin(θ＋π4)；以极点为坐标原点，极轴为x 轴的正半轴建立平面直角坐标系，直线l 经过点M 和极点．(1)写出直线l 的极坐标方程和曲线C 的直角坐标方程；(2)直线l 和曲线C 相交于两点A 、B ，求线段AB 的长．【解】 (1)∵直线l 过点M (2，π3)和极点，∴直线l 的极坐标方程是θ＝π3(ρ∈R )． ρ＝22sin(θ＋π4)即ρ＝2(sin θ＋cos θ)， 两边同乘以ρ得ρ2＝2(ρsin θ＋ρcos θ)，∴曲线C 的直角坐标方程为x 2＋y 2－2x －2y ＝0.(2)点M 的直角坐标为(1，3)，直线l 过点M 和原点，∴直线l 的直角坐标方程为y ＝3x .曲线C 的圆心坐标为(1,1)，半径r ＝2，圆心到直线l 的距离为d ＝3－12，∴AB ＝3＋2.16．(本小题满分12分)在同一平面直角坐标系中，经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2x ，y ′＝2y 后，曲线C 变为曲线(x ′－5)2＋(y ′＋6)2＝1，求曲线C 的方程，并判断其形状．【解】 将⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2x ，y ′＝2y 代入(x ′－5)2＋(y ′＋6)2＝1， 得(2x －5)2＋(2y ＋6)2＝1.化简，得(x －52)2＋(y ＋3)2＝14. 该曲线是以(52，－3)为圆心，半径为12的圆． 17．(本小题满分13分)过抛物线y 2＝2px (p >0)的顶点O ，作两垂直的弦OA 、OB ，求△AOB 的面积的最小值．【解】 取O 为极点，Ox 轴为极轴，建立极坐标系，将抛物线方程化成极坐标方程，有ρ2sin 2θ＝2pρcos θ，设点B 的极坐标为(ρ1，θ)，因为OA ⊥OB ，所以A 的极坐标为(ρ2，π2＋θ)．所以ρ1＝2p cos θsin 2θ，ρ2＝2p cos (π2＋θ)sin 2(π2＋θ). 所以S △AOB ＝12OA ·OB＝12⎪⎪⎪⎪⎪⎪2p cos θsin 2θ·2p cos (π2＋θ)sin 2(π2＋θ) ＝2p 2|sin θcos θ|＝4p 2|sin 2θ|≥4p 2， 当θ＝π4时取到等号，因此△AOB 的面积的最小值为4p 2. 18．(本小题满分13分)过曲线ρ＝21－3cos θ的右焦点作一倾斜角为60°的直线l ，求l 被曲线截得的弦长．【解】 设直线与曲线的两个交点分别为A ，B .设A (ρ1，θ)，则B (ρ2，π＋θ)．弦长AB ＝|ρ1＋ρ2|＝|21－3cos θ＋21－3cos (π＋θ)| ＝|21－3cos θ＋21＋3cos θ|＝|41－9cos 2θ| ＝|41－9cos 260°|＝165.。
浙教版数学八年级上册第4章《4.3 坐标平面内图形的轴对称和平移(1)》课件
探索新知
【探究1】(1)写出点A的坐标. (2)分别作点A关于x轴，y轴的对称点，并写出它们的坐标. (3)比较点A与它关于x轴的对称点的坐标，点A与它关于y轴的对称点的坐标， 你发现什么规律？
解：（1）A(1.5,3) （2）点A关于x轴的对称点：(1.5,-3). 关于y轴的对称点：(-1.5,3).
（3）关于x轴的对称点的坐标，横坐标相等， 纵坐标互为相反数； 关于y轴的对称点的坐标，纵坐标相等，横坐 标互为相反数.
探索新知
【新知】关于坐标轴对称的点的坐标关系：
【练习】在平面直角坐标系中，点A的坐 标是(2，－3)，作点A关于x轴的对称点， 得到点A′，再作点A′关于y轴的对称点， 得到点A″，则点A″的坐标是_________． 解：∵点A′与点A(2，－3)关于x轴对称， ∴点A′(2，3)． ∵点A″与点A′关于y轴对称，∴点A″(－2，3)．
度取10mm.
（2）各转折点的坐标依次为：(2.5,0)，
O x
(2.5,4)，(0.5,4)，(1,1)，(-2.5,0)，(-2.5,4)，
(-0.5,4)，(-1,1).
课堂练习
【1】在平面直角坐标系中，已知点M（m﹣1，2m+3）．若点N（﹣3，
2），且MN∥y轴．
（1）m＝
.
（2）点M关于y轴对称的点的坐标为
课堂练习
【4】教材上曾让同学们探索过线段的中点坐标：在平面直角坐标系
中，有两点A（x1，y1）、B（x2，y2），所连线段AB的中点是M，则
M的坐标为（
，
），如：点A（1，2）、点B（3，6），
则线段AB的中点M的坐标为（ ， ），即M（2，4）．利用
以上结论解决问题：平面直角坐标系中，若E（a﹣1，a），F（b，
2019年人教版高中数学必修二课件：4.3空间直角坐标系1
【方法总结】求空间中点P(a，b，c)的位置的四个步 骤
(1)在平面xOy内作出点P′(a，b，0).
(2)过点P′作垂直于平面xOy的直线l. (3)在l上结合z的值与正负截取.
(4)得点P(a，b，c).
【跟踪训练】
点(-1，0，3)在空间直角坐标系中的位置在
A. z轴上 C.xOy平面上 B.xOz平面上 D.yOz平面上
【补偿训练】已知点P(2，-5，8)，分别写出点P关于
原点，x轴，y轴，z轴和xOz平面的对称点. 【解析】点P(2，-5，8)关于原点的对称点为(-2，5，
-8)，点P关于x轴，y轴，z轴的对称点分别为:(2，5，
-8)，(-2，-5，-8)，(-2，5，8).点P关于xOz平面的 对称点为(2，5，8).
知其坐标为(1，1，1).
2.点P(-1，2，3)关于zOx平面对称的点的坐标 为 ( ) B.(-1，-2，3) D.(1，-2，-3)
A.(1，2，3) C.(-1，2，-3)
【解析】选B.因点P(-1，2，3)关于zOx平面对称，则 对称点P′的坐标应为P′(-1，-2，3).
类型一
求空间点的坐标
所以C(1，1，0)， 同理B(1，-1，0)，A(-1，-1，0)，D(-1，1，0)，
又因为V在z轴上，且|VO|=3，
所以V(0，0，3).
【方法总结】在空间直角坐标系中求空间一点P的坐
标的步骤
【跟踪训练】如图所示，已知正四面体A-BCD的棱长 为1，E，F分别为棱AB，CD的中点.建立适当的空间直
4.3 空间直角坐标系 4.3.1 空间直角坐标系
学 习 导 引 学 习 目 标 1.了解空间直角坐标系的建 系方法，会用空间直角坐标 系刻画点的位置 2.能在空间直角坐标系中求 出点的坐标
4.3平面直角坐标系1教案
４.３平面直角坐标系（1）教案教学目标：1．领会实际模型中确定．位置的方法，会正确画出平面直角坐标系．2．会在给定的直角坐标系中，根据点的坐标描出点的位置，会由点的位置写出点的坐标．重点：理解并掌握平面直角坐标系的有关概念。
难点：根据点的坐标标出点的位置，会根据点的位置写出点的坐标。
教学过程：一、问题探究（一）、创设情景，感悟新知课本第123页情境，请同学们思考下面的问题？(1) 小亮是怎样描述音乐喷泉的位置的？(2) 小亮可以省去“西边”和“北边”这几个字吗？(3) 如果小亮说在“中山北路东边，中山东路北边”，小丽能找到音乐喷泉吗？(4) 如果小亮只说在“中山北路西边50m”, 小丽能找到音乐喷泉吗？只说在“北京西路北边30m”呢？通过研讨，交流，学生充分感受只有按课本中小亮的说法，小丽才能很容易地找到音乐喷泉的位置。
（二）、探索规律，揭示新知生活中，我们常要描述各种目标的位置。
如图4-3，如果将北京（东、西）路和中山（南、北）路看成2条互相垂直的数轴，十字路口为它们的公共原点，那么中山北路西边50m可记为-50，北京西路北边30m可记为+30，音乐喷泉的位置就可以用一对实数（-50，30）来描述。
平面上有公共原点且互相垂直的2条数轴构成平面直角坐标系，简称为直角坐标系。
如图4-3，水平的数轴称为x轴或横轴，取向右为正方向，竖直的数轴称为y轴或纵轴，取向上为正方向，它们统称为坐标轴．公共原点O称为坐标原点．x轴和y轴将平面分成的四4个区域称为象限，按逆时针顺序分别记为第一象限、第二象限、第三象限、第四象限．但必须注意，坐标轴上的点不属于任何象限．如图4-4，在直角坐标系中，由一对有序实数（a,b），可以确定一个点P的位置：过x轴上表示实数的点画x轴的垂线，过y轴上表示实数的点画y轴的垂线，这两条垂线的交点，即为点P。
反过来，如果点Q是直角坐标系中一点，你能找到一对相应的有序实数（m,n）吗？在直角坐标系中，一对有序实数可以确定一个点的位置；反之，任意一点的位置都可以用一对有序实数表示。
2019高中数学4.3空间直角坐标系讲义含解析新人教A版必修2
4.3 空间直角坐标系[核心必知]1．预习教材，问题导入根据以下提纲，预习教材P134～P137，回答下列问题．(1)平面直角坐标系由两条互相垂直的数轴组成，设想空间直角坐标系由几条数轴组成？其相对位置关系如何？提示：三条交于一点且两两互相垂直的数轴．(2)建立了空间直角坐标系以后，空间中任意一点M对应的三个有序实数如何找到呢？提示：如图所示，设点M是空间的一个定点，过点M分别作垂直于x轴、y轴和z轴的平面，依次交x轴，y轴和z轴于点P、Q和R.设点P、Q和R在x轴、y轴和z轴上的坐标分别是x，y和z，那么点M就对应唯一确定的有序实数组(x，y，z)．(3)设点P1(x1，y1，z1)，P2(x2，y2，z2)在xOy平面上的射影分别为M、N.①M、N的坐标是什么？点M、N之间的距离如何？②若直线P1P2是xOy平面的一条斜线，点P1，P2间的距离如何？提示：①M(x1，y1,0)，N(x2，y2,0)；|MN|＝x1－x22＋y1－y22.②如图，在Rt△P1HP2中，|P1H|＝|MN|＝x1－x22＋y1－y22，根据勾股定理，得|P1P2|＝|P1H|2＋|HP2|2＝x1－x22＋y1－y22＋z1－z22.2．归纳总结，核心必记(1)空间直角坐标系及相关概念①空间直角坐标系：从空间某一定点引三条两两垂直，且有相同单位长度的数轴：x轴、y轴、z轴，这样就建立了空间直角坐标系Oxyz.②相关概念：点O叫做坐标原点，x轴、y轴、z轴叫做坐标轴．通过每两个坐标轴的平面叫做坐标平面，分别称为xOy平面、yOz平面、zOx平面．(2)右手直角坐标系在空间直角坐标系中，让右手拇指指向x轴的正方向，食指指向y轴的正方向，如果中指指向z轴的正方向，则称这个坐标系为右手直角坐标系．(3)空间一点的坐标空间一点M的坐标可以用有序实数组(x，y，z)来表示，有序实数组(x，y，z)叫做点M 在此空间直角坐标系中的坐标，记作M(x，y，z)．其中x叫点M的横坐标，y叫点M的纵坐标，z叫点M的竖坐标．(4)空间两点间的距离公式①点P(x，y，z)到坐标原点O(0,0,0)的距离，|OP|＝x2＋y2＋z2.②任意两点P1(x1，y1，z1)，P2(x2，y2，z2)间的距离，|P1P2|＝x1－x22＋y1－y22＋z1－z22.[问题思考](1)给定的空间直角坐标系下，空间任意一点是否与有序实数组(x，y，z)之间存在唯一的对应关系？提示：是．给定空间直角坐标系下，空间给定一点其坐标是唯一的有序实数组(x，y，z)；反之，给定一个有序实数组(x，y，z)，空间也有唯一的点与之对应．(2)空间两点间的距离公式对在坐标平面内的点适用吗？提示：适用．空间两点间的距离公式适用于空间任意两点，对同在某一坐标平面内的两点也适用．[课前反思]通过以上预习，必须掌握的几个知识点．(1)怎样建立空间直角坐标系？如何确定空间一点的坐标？；(2)空间两点间的距离公式是什么？怎样用？.(1)如图数轴上A点、B点．(2)如图在平面直角坐标系中，P、Q点的位置．(3)下图是一个房间的示意图，我们如何表示板凳和气球的位置？[思考1] 上述(1)中如何确定A、B两点的位置？提示：利用A、B两点的坐标2和－2.[思考2] 上述(2)中如何确定P、Q两点的位置？提示：利用P、Q两点的坐标(a，b)和(m，n)．[思考3] 对于上述(3)中，空间中如何表示板凳和气球的位置？提示：可借助于平面坐标系的思想建立空间直角坐标系，如图示．讲一讲1．建立适当的坐标系，写出底边长为2，高为3的正三棱柱的各顶点的坐标．(链接教材P135—例1)[尝试解答] 以BC的中点为原点，BC所在的直线为y轴，以射线OA所在的直线为x 轴，建立空间直角坐标系，如图．由题意知，AO＝32×2＝3，从而可知各顶点的坐标分别为A(3，0,0)，B(0,1,0)，C(0，－1,0)，A1(3，0,3)，B1(0,1,3)，C1(0，－1,3)．空间中点P坐标的确定方法(1)由P点分别作垂直于x轴、y轴、z轴的平面，依次交x轴、y轴、z轴于点P x、P y、P z，这三个点在x轴、y轴、z轴上的坐标分别为x、y、z，那么点P的坐标就是(x，y，z)．(2)若题所给图形中存在垂直于坐标轴的平面，或点P在坐标轴或坐标平面上，则要充分利用这一性质解题．练一练1．如图所示，VABCD是正棱锥，O为底面中心，E，F分别为BC，CD的中点．已知|AB|＝2，|VO|＝3，建立如图所示空间直角坐标系，试分别写出各个顶点的坐标．解：∵底面是边长为2的正方形，∴|CE|＝|CF|＝1.∵O点是坐标原点，∴C(1,1,0)，同样的方法可以确定B(1，－1,0)，A(－1，－1,0)，D(－1,1,0)．∵V在z轴上，∴V(0,0,3)．讲一讲2．在空间直角坐标系中，点P(－2,1,4)．(1)求点P关于x轴的对称点的坐标；(2)求点P关于xOy平面的对称点的坐标；(3)求点P关于点M(2，－1，－4)的对称点的坐标．[尝试解答] (1)由于点P关于x轴对称后，它在x轴的分量不变，在y轴、z轴的分量变为原来的相反数，所以对称点为P1(－2，－1，－4)．(2)由于点P关于xOy平面对称后，它在x轴、y轴的分量不变，在z轴的分量变为原来的相反数，所以对称点为P2(－2,1，－4)．(3)设对称点为P3(x，y，z)，则点M为线段PP3的中点，由中点坐标公式，可得x＝2×2－(－2)＝6，y＝2×(－1)－1＝－3，z＝2×(－4)－4＝－12，所以P3(6，－3，－12)．(1)求空间对称点的规律方法空间的对称问题可类比平面直角坐标系中点的对称问题，要掌握对称点的变化规律，才能准确求解．对称点的问题常常采用“关于谁对称，谁保持不变，其余坐标相反”这个结论．(2)空间直角坐标系中，任一点P(x，y，z)的几种特殊对称点的坐标如下：①关于原点对称的点的坐标是P1(－x，－y，－z)；②关于x轴(横轴)对称的点的坐标是P2(x，－y，－z)；③关于y轴(纵轴)对称的点的坐标是P3(－x，y，－z)；④关于z轴(竖轴)对称的点的坐标是P4(－x，－y，z)；⑤关于xOy坐标平面对称的点的坐标是P5(x，y，－z)；⑥关于yOz坐标平面对称的点的坐标是P6(－x，y，z)；⑦关于xOz坐标平面对称的点的坐标是P7(x，－y，z)．练一练2.保持本解中的点P不变，(1)求点P关于y轴的对称点的坐标；(2)求点P关于yOz平面的对称点的坐标；(3)求点P关于点N(－5,4,3)的对称点的坐标．解：(1)由于点P关于y轴对称后，它在y轴的分量不变，在x轴、z轴的分量变为原来的相反数，故对称点的坐标为P1(2,1，－4)．(2)由于点P关于yOz平面对称后，它在y轴、z轴的分量不变，在x轴的分量变为原来的相反数，故对称点的坐标为P2(2,1,4)．(3)设所求对称点为P3(x，y，z)，则点N为线段PP3的中点，由中点坐标公式，可得－5＝－2＋x2，4＝1＋y2，3＝4＋z2，即x＝2×(－5)－(－2)＝－8，y＝2×4－1＝7，z＝2×3－4＝2，故P3(－8,7,2).(1)已知数轴上A点的坐标2，B点的坐标－2.(2)已知平面直角坐标系中P(a，b)，Q(m，n)．[思考1] 如何求数轴上两点间的距离？提示：|AB|＝|x1－x2|＝|x2－x1|.[思考2] 如何求平面直角坐标系中P、Q两点间距离？提示：d＝|PQ|＝a－m2＋b－n2.[思考3] 若在空间中已知P1(x1，y1，z1)，P2(x2，y2，z2)，如何求|P1P2|?提示：与平面直角坐标系中两点的距离求法类似．讲一讲3．已知点A(－4，－1，－9)，B(－10,1，－6)，C(－2，－4，－3)，试判断△ABC的形状．[尝试解答]|AB|＝－4＋2＋－1－2＋－9＋2＝49＝7，|BC|＝－10＋2＋＋2＋－6＋2＝98＝72，|AC|＝－4＋2＋－1＋2＋－9＋2＝49＝7，则|AB|＝|AC|，且|AB|2＋|AC|2＝|BC|2，所以△ABC为等腰直角三角形．求空间两点间的距离时，一般使用空间两点间的距离公式，应用公式的关键在于建立适当的坐标系，确定两点的坐标．确定点的坐标的方法视具体题目而定，一般说来，要转化到平面中求解，有时也利用几何图形的特征，结合平面直角坐标系的知识确定．练一练3．已知两点P(1,0,1)与Q(4,3，－1)．(1)求P、Q之间的距离；(2)求z轴上的一点M，使|MP|＝|MQ|.解：(1)|PQ|＝－2＋－2＋＋2＝22.(2)设M(0,0，z)，由|MP|＝|MQ|，得12＋02＋(z－1)2＝42＋32＋(z＋1)2，∴z＝－6.∴M(0,0，－6)．——————————[课堂归纳·感悟提升]—————————————1．本节课的重点是了解右手直角坐标系及有关概念，掌握空间直角坐标系中任意一点的坐标的含义，会建立空间直角坐标系，并能求出点的坐标，理解空间两点间距离公式的推导过程和方法，掌握空间两点间的距离公式及其简单应用．难点是空间直角坐标系的建立及求相关点的坐标、空间两点间距离公式及其简单运用．2．本节课要重点掌握的规律方法(1)空间直角坐标系中点的坐标的确定方法，见讲1.(2)求空间中对称点坐标的规律，见讲2.(3)空间两点间距离公式的应用，见讲3.3．本节课的易错点是空间中点的坐标的确定，如讲1.课下能力提升(二十六) [学业水平达标练]题组1 空间直角坐标系的建立及坐标表示 1．点(2,0,3)在空间直角坐标系中的( ) A ．y 轴上 B ．xOy 平面上 C ．xOz 平面上 D ．第一象限内解析：选C 点(2,0,3)的纵坐标为0，所以该点在xOz 平面上．2．在空间直角坐标系中，点P (4,3，－1)关于xOz 平面的对称点的坐标是( ) A ．(4，－3，－1) B ．(4,3，－1) C ．(3，－4,1) D ．(－4，－3,1)解析：选A 过点P 向xOz 平面作垂线，垂足为N ，则N 就是点P 与它关于xOz 平面的对称点P ′连线的中点，又N (4,0，－1)，所以对称点为P ′(4，－3，－1)．3．已知A (3,2，－4)，B (5，－2,2)，则线段AB 中点的坐标为________． 解析：设中点坐标为(x 0，y 0，z 0)，则x 0＝3＋52＝4，y 0＝2－22＝0，z 0＝－4＋22＝－1，∴中点坐标为(4,0，－1)． 答案：(4,0，－1)4．点P (1,2，－1)在xOz 平面内的射影为B (x ，y ，z )，则x ＋y ＋z ＝________. 解析：点P (1,2，－1)在xOz 平面内的射影为B (1,0，－1)，∴x ＝1，y ＝0，z ＝－1，∴x ＋y ＋z ＝1＋0－1＝0.答案：05．如图，在长方体ABCD A 1B 1C 1D 1中，E ，F 分别是棱BC ，CC 1上的点，|CF |＝|AB |＝2|CE |，|AB |∶|AD |∶|AA 1|＝1∶2∶4.试建立适当的坐标系，写出E ，F 点的坐标．解：以A 为坐标原点，射线AB ，AD ，AA 1的方向分别为正方向建立空间直角坐标系，如图所示．分别设|AB |＝1，|AD |＝2，|AA 1|＝4，则|CF |＝|AB |＝1，|CE |＝12|AB |＝12，所以|BE |＝|BC |－|CE |＝2－12＝32.所以点E 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1，32，0，点F 的坐标为(1,2,1)．6．如图，在空间直角坐标系中，BC ＝2，原点O 是BC 的中点，点D 在平面yOz 内，且∠BDC ＝90°，∠DCB ＝30°，求点D 的坐标．解：过点D 作DE ⊥BC ，垂足为E .在Rt △BDC 中，∠BDC ＝90°，∠DCB ＝30°，BC ＝2，得|BD |＝1，|CD |＝3，∴|DE |＝|CD |sin 30°＝32，|OE |＝|OB |－|BE |＝|OB |－|BD |cos 60°＝1－12＝12， ∴点D 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0，－12，32.题组2 空间两点间的距离7．(2016·长春高一检测)已知点A (x,1,2)和点B (2,3,4)，且|AB |＝26，则实数x 的值是( )A ．－3或4B ．6或2C ．3或－4D ．6或－2 解析：选D 由题意得x －2＋－2＋－2＝26，解得x ＝－2或x ＝6.8．在空间直角坐标系中，正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的顶点A 的坐标为(3，－1,2)，其中心M 的坐标为(0,1,2)，则该正方体的棱长为________．解析：由A (3，－1,2)，中心M (0,1,2)， 所以C 1(－3,3,2)．正方体体对角线长为|AC 1|＝[3－－2＋－1－2＋－2＝213，所以正方体的棱长为2133＝2393.答案：2393[能力提升综合练]1．在长方体ABCD A 1B 1C 1D 1中，若D (0,0,0)、A (4,0,0)、B (4,2,0)、A 1(4,0,3)，则对角线AC 1的长为( )A ．9 B.29 C ．5 D ．2 6解析：选B 由已知求得C 1(0,2,3)，∴|AC 1|＝29.2．点A (1,2，－1)，点C 与点A 关于面xOy 对称，点B 与点A 关于x 轴对称，则|BC |的值为( )A ．2 5B ．4C ．2 2D ．27解析：选B 点A 关于面xOy 对称的点C 的坐标是(1,2,1)，点A 关于x 轴对称的点B 的坐标是(1，－2,1)，故|BC |＝－2＋＋2＋－2＝4.3．△ABC 在空间直角坐标系中的位置及坐标如图所示，则BC 边上的中线的长是( )A. 2 B ．2 C. 3 D ．3解析：选C BC 的中点坐标为M (1,1,0)，又A (0,0,1)， ∴|AM |＝12＋12＋－2＝ 3.4．在空间直角坐标系中，一定点P 到三个坐标轴的距离都是1，则该点到原点的距离是( )A.62B. 3C.32 D.63解析：选A 设P (x ，y ，z )，由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋y 2＝1，y 2＋z 2＝1，x 2＋z 2＝1，∴x 2＋y 2＋z 2＝32，∴x 2＋y 2＋z 2＝62.5．在空间直角坐标系中，点(－1，b,2)关于y 轴的对称点是(a ，－1，c －2)，则点P (a ，b ，c )到坐标原点O 的距离|PO |＝________.解析：点(－1，b,2)关于y 轴的对称点是(1，b ，－2)，所以点(a ，－1，c －2)与点(1，b ，－2)重合，所以a ＝1，b ＝－1，c ＝0，所以|PO |＝12＋－2＋02＝ 2.答案： 26．在棱长为1的正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中，F 是BD 的中点，G 在棱CD 上，且|CG |＝14|CD |，E 为C 1G 的中点，则EF 的长为________．解析：建立如图所示的空间直角坐标系，D 为坐标原点，由题意，得F ⎝ ⎛⎭⎪⎫12，12，0，C 1(0,1,1)，C (0,1,0)，G ⎝⎛⎭⎪⎫0，34，0，则E ⎝ ⎛⎭⎪⎫0，78，12.所以|EF |＝⎝ ⎛⎭⎪⎫0－122＋⎝ ⎛⎭⎪⎫78－122＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12－02＝418. 答案：4187．如图所示，在长方体ABCD A 1B 1C 1D 1中，|AB |＝|AD |＝3，|AA 1|＝2，点M 在A 1C 1上，|MC 1|＝2|A 1M |，N 在D 1C 上且为D 1C 中点，求M 、N 两点间的距离．解：如图所示，分别以AB 、AD 、AA 1所在的直线为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系．由题意可知C (3,3,0)，D (0,3,0)， ∵|DD 1|＝|CC 1|＝|AA 1|＝2，∴C 1(3,3,2)，D 1(0,3,2)，A 1(0,0,2)． ∵N 为CD 1的中点，∴N ⎝ ⎛⎭⎪⎫32，3，1. M 是A 1C 1的三分之一分点且靠近A 1点，∴M (1,1,2)． 由两点间距离公式， 得|MN |＝⎝ ⎛⎭⎪⎫32－12＋－2＋－2＝212. 8．如图所示，直三棱柱ABC A 1B 1C 1中，|C 1C |＝|CB |＝|CA |＝2，AC ⊥CB ，D ，E 分别是棱AB ，B 1C 1的中点，F 是AC 的中点，求DE ，EF 的长度．解：以点C 为坐标原点，CA 、CB 、CC 1所在直线为x 轴、y 轴、z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系． ∵|C 1C |＝|CB |＝|CA |＝2，∴C (0,0,0)，A (2,0,0)，B (0,2,0)，C 1(0,0,2)，B 1(0,2,2)， 由中点坐标公式可得，D (1,1,0)，E (0，1,2)，F (1,0,0)， ∴|DE |＝－2＋－2＋－2＝5，|EF |＝－2＋－2＋－2＝ 6.11。
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陡沟中学八年级数学学科教案
课题： 4.3平面直角坐标系（第 1 课时共3课时）
备课时间主备人中学人上课时间
二次备课教学目标
1、领会实际模型中确定位置的变化，会正确画出平面直角坐标
系。
理解平面直角坐标系的有关概念。
2、理解平面内点的坐标的意义。
会在给定的直角坐标系中根据
点的坐标标出点的位置，会根据点的位置写出点的坐标。
3、使学生了解平面上的点与有序实数对的一一对应关系。
教学重难点
1、理解并掌握平面直角坐标系的有关概念。
2、在给定的直角坐标系中，根据点的坐标标出点的位置，会根
据点的位置写出点的坐标。
教学过程
自学质疑
1、想一想：在教室里怎样确定自己的位置？
2、上电影院看电影，电影票上至少要有
几个数字才能确定你的位置？
3、怎样表示平面内的点的位置？
互动探究
生活中，我们常要描述各种目标的位置。
如图4-3，如果将北京（东、西）路和中山（南、北）路看成2
条互相垂直的数轴，十字路口为它们的公共原点，那么中山北
路西边50m可记为-50，北京西路北边30m可记为+30，音乐喷
泉的位置就可以用一对实数（-50，30）来描述。
给出定义
精讲点拨
例1.在直角坐标系中，描出下列各点的位置。
A（3,1）B（－2,4）C（－4，－2）
D（3，－2）E（0,1）F（－4,0）
O（0，0）G（1,3）H（4，－2）
矫正反馈
完成课本P125练习1、2
迁移应用
写出图中的多边形ABCDEF各个顶点的坐标。
板书设计
教学反思
陡沟中学八年级数学学科学案
课题： 4.3平面直角坐标系（第 1 课时共3课时）
备课时间主备人中学人上课时间
学习目标：
二次备课1.领会实际模型中确定位置的方法，会正确画出平面直角坐标
系。
2.会在给定的直角坐标系中，根据点的坐标找出点的位置，会
由点的位置写出点的坐标。
学习重难点
1、理解并掌握平面直角坐标系的有关概念。
2、在给定的直角坐标系中，根据点的坐标标出点的位置，会根
陡沟中学八年级数学学科巩固案课题： 4.3平面直角坐标系（第 1 课时共3课时）
备课时间主备人中学人上课时间。