高中数学 1.1.1平面直角坐标系教案 新人教版选修44
一平面直角坐标系-人教A版选修4-4坐标系与参数方程教案
一平面直角坐标系-人教A版选修4-4 坐标系与参数方程教案1. 基本概念1.1 平面直角坐标系平面直角坐标系是指在平面上建立起一个直角坐标系，将二维平面上的任意点都能用其坐标表示出来。
平面直角坐标系由两条互相垂直的坐标轴组成，分别为x轴和y轴。
坐标轴的交点称为坐标原点O，x轴和y轴的正方向分别取向右和向上。
1.2 参数方程参数方程是指用含有参数的方程表示函数的方法。
其中，参数是自变量，函数的值是关于参数的函数。
通常用一组参数，如t、θ等来表示函数。
2. 教学目标本节课教学目标为：•掌握平面直角坐标系的建立方法，能将二维平面上的任意点用其坐标表示出来。
•掌握用参数方程描述平面曲线的方法，能解决相关应用问题。
3. 教学重点•平面直角坐标系的建立方法。
•参数方程的概念，应用与推导方法。
4. 教学难点•参数方程描述平面曲线的方法。
•参数方程在几何应用中的解题方法。
5. 教学内容及过程5.1 知识讲解5.1.1 平面直角坐标系要求学生掌握平面直角坐标系的建立方法，说出x轴和y轴的正方向，确定坐标原点，并会将二维平面上的任意点用其坐标表示出来。
5.1.2 参数方程要求学生掌握参数方程的概念，了解参数方程与常规方程的区别，掌握参数方程描述平面曲线的方法，并能解决相关应用问题。
5.2 课堂互动5.2.1 平面直角坐标系练习让学生在纸上绘制出平面直角坐标系并标注好坐标轴、坐标原点以及x轴和y 轴的正方向。
然后，教师可以随机给出几个点的坐标进行练习，并让学生互相交换练习答案。
5.2.2 参数方程的练习让学生练习参数方程的应用，例如让学生求出直线 y = 2x - 1 的参数方程，并根据所求出的参数方程进行绘制。
另外，也可以出一些实际应用中相关的问题，例如让学生通过参数方程求出某行星的轨道方程等。
5.3 课堂小结教师对本节课所讲内容进行总结，强调重点、难点内容，并进行提问、讨论。
同时，对本节课的拓展内容进行展示，并引导学生进行初步了解。
平面直角坐标系教案
平面直角坐标系教案一、教学目标1.了解平面直角坐标系的定义及其基本性质；2.能够在平面直角坐标系中表示点的位置；3.能够计算平面直角坐标系中两点之间的距离和斜率；4.能够解决与平面直角坐标系相关的问题。
二、教学重点1.平面直角坐标系的定义及其基本性质；2.点的位置和坐标的表示方法；3.两点之间的距离和斜率的计算。
三、教学难点1.平面直角坐标系的性质的理解和应用；2.两点之间距离和斜率的计算。
四、教学过程1.导入（约5分钟）引导学生回忆直角坐标系的概念，回顾平面直角坐标系的定义。
2.讲解（约20分钟）（1）平面直角坐标系的定义：两条相互垂直的数轴（x轴和y轴）组成的直角坐标系称为平面直角坐标系。
（2）平面直角坐标系的基本性质：-x轴和y轴的交点为原点O，原点为坐标轴的起点；-x轴正方向为右方，y轴正方向为上方；-x轴和y轴的单位长度相等；-x轴和y轴的正半轴方向与数轴的正方向一致；-x轴和y轴被均匀地分成相等的小段，每一段的长度为1单位。
（3）点的位置和坐标的表示方法：-点在直角坐标系中的位置由它到x轴和y轴的位置决定；-在点A的上方（或下方）的点的y坐标与A的y坐标相比有正（或负）的关系；-在点A的右方（或左方）的点的x坐标与A的x坐标相比有正（或负）的关系；-坐标的表示方法为(x,y)，x表示点在x轴上的位置，y表示点在y 轴上的位置。
（4）两点之间的距离和斜率的计算方法：-两点A(x1,y1)和B(x2,y2)之间的距离d可以用勾股定理计算：d=√((x2-x1)²+(y2-y1)²)；-两点A(x1,y1)和B(x2,y2)之间的斜率k可以用斜率公式计算：k=(y2-y1)/(x2-x1)。
3.实例分析（约20分钟）通过具体的实例，引导学生理解平面直角坐标系的定义和基本性质，并能够据此计算两点之间的距离和斜率。
4.练习与巩固（约15分钟）教师出示一系列练习题，让学生进行练习和巩固，检验学生对平面直角坐标系的理解程度。
人教A版高中数学选修4-4：1.1平面直角坐标系 教学案
第一章 坐标系1.1平面直角坐标系一、内容及其解析本节课要学习的内容是平面直角坐标系，指的是回顾直角坐标系中解决实际问题的过程、直角坐标系中的伸缩变换，其核心是直角坐标系中的伸缩变换。
学生以前已经学习过直角坐标系的构建方程、直角坐标系在实际中的应用（解析几何）、三角函数图象的变换等，本节课要学习的内容就是此基础上归纳总结直角坐标系在解决实际问题中的作用、以及图象的伸缩变换方法。
是本单元的基础内容。
重点是直角坐标系中的伸缩变换，解决重点的关键是理解掌握伸缩变换公式。
二、目标及其解析目标定位：1.进一步理解掌握直角坐标系在实际问题中的作用；2.理解直角坐标系中的伸缩变换。
目标解析：1.通过实例理解怎样建立直角坐标系，怎样建立适当的直角坐标系，如何用直角坐标系来表示某点的位置等等；2.理解直角坐标系中的伸缩变换的特征和变换公式。
三、教学过程问题1.如何用直角坐标系解决实际问题？设计意图：通过实例让学生回归直角坐标系解决实际问题的过程。
师生活动：1.思考：某信息中心接到位于正东、正西、正北方向三个观测点的报告：正西、正北两个观测点同时听到一声巨响，正东观测点听到巨响的时间比它们晚4s 。
已知各观测点到中心的距离都是1020m 。
试确定巨响发生的位置。
（假定声音传播的速度为340m/s ，各观测点均在同一平面上。
）2.已知ABC ∆的三边,,a b c 满足2225b c a +=，BE,CF 分别为边AC ，AB 上的中线，建立适当的平面直角坐标系探究BE 与CF 的位置关系。
问题2.平面直角坐标系中的伸缩变换有什么意义？设计意图：让学生通过三角函数的伸缩变换归纳总结出平面直角坐标系中的伸缩变换。
师生活动：1.怎样由正弦曲线sin y x =得到曲线sin 2,3sin ,3sin 2y x y x y x ===？2.将上述的变换用数量关系式表示的结果是什么？3.定义：设点(,)P x y 是平面直角坐标系中的任意一点，在变换',(0):',(0)x x y y λλϕμμ=>⎧⎨=>⎩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，简称伸缩变换。
高中数学 第一讲 坐标系 一 平面直角坐标系互动课堂学
一平面直角坐标系互动课堂重难突破本课时的重点是坐标法思想与坐标伸缩变换,难点是怎样建立适当的坐标系及注意问题,对坐标伸缩变换的理解与应用一、坐标法思想1.坐标法是在坐标系的基础上，把几何问题转化成代数问题，通过代数运算研究几何图形性质的方法.它是解析几何中最基本的研究方法.例如在平面直角坐标系中，根据确定直线位置的几何要素，我们可以探索并掌握直线方程的几种形式（点斜式、两点式及一般式），体会斜截式与一次函数的关系.在空间坐标系中，通过高次方程的计算，使人们对一些星体的轨迹运动和变化规律有所了解和掌握.2.坐标法解决几何问题的“三部曲”：第一步：建立适当的坐标系，用坐标和方程表示问题中涉及的几何元素，将几何问题转化为代数问题；第二步：通过代数运算，解决代数问题；第三步：把代数运算结果“翻译”成几何结论坐标系包括平面直角坐标系、极坐标系、柱坐标系、球坐标系等.对于不同类型的几何图形，选用相应的坐标系可以使建立的方程更加简单.如要确定体育馆内一个位置，建立柱坐标系就比较适合，通过柱坐标我们可以比较精确地找到这个位置的所在地.3.“坐标法”应贯穿解析几何教学的始终，帮助同学们不断地体会“数形结合”的思想方法.在教学中应自始至终强化这一思想方法，这是解析几何的特点.在通过代数方法研究几何对象的位置以后，还可以画出其图形，验证代数结果；同时，通过观察几何图形得到数学结论，对结论进行代数证明，即用解析方法解决某些代数问题，不应割断它们之间的联系.4.平面直角坐标系是解析几何的基础,同学们应在已有知识的基础上做好自我完善,从解决问题中提高学习兴趣,激发学习的积极性和主动性,养成不断探求知识、完善自我的良好个性品质.进一步理解平面直角坐标系在对实际问题的解决中的重要作用,会用平面直角坐标系解决实际问题.二、用数学知识和方法解决实际问题1.教材中从实际问题引入数学方法，逐步把实际问题归结为数学模型，然后运用数学方法加以解决.如：利用两个不同的观测点测得同一炮弹爆炸声的时间差，可以确定爆炸点所在的双曲线的方程，此时还不能确定爆炸点的准确位置.再增设一个观测点C，利用B、C两处测得的爆炸声的时间相同，可以求出一条直线的方程，解这两个方程组成的方程组，就能确定爆炸点的准确位置.2.存在的问题:把实际问题归结为数学模型是需要一定功底的，而我们普遍存在着一些问题：(1)不喜欢应用性问题中烦琐的文字叙述，不愿读下去，勉强读完也弄不清题意;(2)学过的概念、公式、方法到解题时用不上，找不到数学关系式，思路不清，容易混淆;(3)平时学习中对应用性问题接触太少，所以学习感到困难，不知如何下手，也不愿多做，导致心理上不愿学等等我们应注意运用数学方法、思想、观点去观察和分析各种实际问题，从中抽象出数学知识和数学规律，建立数学模型，并运用数学知识进行正确的运算和推理.3.要善于在普通语言中寻找数量关系，找出哪些是已知量，哪些是未知量，哪些是直接未知量，哪些是间接未知量，用数学语言把这些数量关系表示出来.4.化实际问题为数学模型，一方面要深入分析实际问题中的空间形式和各种数量关系，另一方面在学习数学理论的过程中，要仔细体会和寻求这些理论对解决实际问题的指导作用，努力把它应用于现实世界，以解决人们迫切需要解决的实际问题三、平面直角坐标系中的坐标伸缩变换1.设点P(x ,y )是平面直角坐标系中的任意一点,在变换φ:⎩⎨⎧>='>='0,,0,μμλλy y x x 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,简称伸缩变换.2.在坐标伸缩变换的作用下,可以实现平面图形的伸缩.因此,平面图形的伸缩变换可以用坐标伸缩变换来表示.3.坐标伸缩变换与我们前面学的坐标变换之间的关系两者都是将平面图形进行伸缩平移的变换.实质是一样的.比如正弦曲线经过这两种变换后，所得图形的形状是没有改变的.在一定的变换规律下椭圆能够变成椭圆，也能够变成圆.只是说法上和认识上的一点不同我们结合函数y =A sin(ωx +φ)的图象的形成过程(与y =A cos(ωx +φ)相类似)，看看在平面直角坐标系伸缩变换作用下平面图形的变化情况吧.函数y =sin ωx ,x ∈R （其中ω>0,ω≠1）的图象，可以看作把正弦曲线上所有点的横坐标缩短（当ω>1时）或伸长（当0<ω<1时）到原来的ω1倍（纵坐标不变）而得到.平面直角坐标系伸缩变换认为是一个坐标伸缩过程：保持纵坐标不变，将x 轴进行压缩或伸长函数y =A sin x ,x ∈R （其中A >0,ω≠1）的图象，可以看作把正弦曲线上所有点的纵坐标伸长（当A ＞1时）或缩短（当0＜A ＜1时）到原来的A 倍（横坐标不变）而得到.平面直角坐标系伸缩变换认为是一个坐标伸缩过程：保持横坐标不变，将y 轴进行压缩或伸长 由此看出，两者只是说法上的不同，本质上是一样的另外，我们应该注意到：通过一个表达式，平面直角坐标系中坐标伸缩变换将x 与y 的伸缩变换统一成一个式子了,即⎩⎨⎧>='>='.0,,0,μμλλy y x x 我们在使用时，要注意点的对应性，即分清新旧.P ＇(x ＇,y ＇)是变换图形后的点的坐标，P (x ,y )是变换前图形的点的坐标.活学巧用【例1】 究竟以什么样的方法建立平面直角坐标系，才能够使方程最为简单呢？在建立坐标系的过程中我们应该注意什么呢？探究:一般情况下我们有这样一个建立坐标系的规律：（1）当题目中有两条互相垂直的直线,以这两直线为坐标轴;（2）当题目中有对称图形，以对称图形的对称轴为坐标轴;（3）当题目中有已知长度的线段,以线段所在直线为对称轴，以端点或中点为原点直角坐标系建立完后，需仔细分析曲线的特征，注意揭示隐含条件，抓住曲线上任意点有关的等量关系、所满足的几何条件，列出方程.在将几何条件转化为代数方程的过程中，要注意圆锥曲线定义和初中平面几何知识的应用，还会用到一些基本公式，如两点间的距离公式、点到直线的距离公式、直线斜率公式等另外，在化简过程中，我们要注意运算和变形的合理性与准确性，避免“失解”和“增解”.这一步内容中学阶段不作要求（从理论上讲则是必要的），多数情况下不会有什么问题，但若遇特殊情况则应该适当予以说明.【例2】 (2005江苏高考) 如图,圆O 1与圆O 2的半径都是1，|O 1O 2|=4，过动点P 分别作圆O 1、圆O 2的切线PM 、PN （M 、N 分别为切点），使得PM =2PN ,试建立适当的坐标系，并求动点P 的轨迹方程解析:本题是解析几何中求轨迹方程问题，由题意建立适当坐标系，写出相关点的坐标，由几何关系式：PM =2PN ，即(PM )2=2(PN )2，结合图形,由勾股定理转化为PO 12-1=2(PO 22-1)，设P (x ，y ),由距离公式写出代数关系式，化简整理可得解:如图,以直线O 1O 2为x 轴，线段O 1O 2的垂直平分线为y 轴，建立平面直角坐标系，则两圆心的坐标分别为O 1(-2,0),O 2(2,0).设P (x ,y )，则PM 2=PO 12-MO 12=(x +2)2+y 2-1.同理,PN 2=(x -2)2+y 2-∵PM =2PN ，即(x +2)2+y 2-1=2［(x -2)2+y 2-1］，即x 2-12x +y 2+3=0，即(x -6)2+y 2=33. 这就是动点P 的轨迹方程点评:这道高考题是考查解析几何中求点的轨迹方程的方法应用，考查建立坐标系、数形结合思想、勾股定理、两点间距离公式等相关知识点，及分析推理、计算化简技能、技巧等，是一道很综合的题目.【例3】 (1)在同一平面直角坐标系中,求下列方程所对应的图形经过伸缩变换⎪⎩⎪⎨⎧='='yy x x 4,21后的图形.①y 2=2x ;②y =3sin2x .(2)将曲线C 按伸缩变换公式⎩⎨⎧='='yy x x 3,2变换后的曲线方程为x ＇2+y ＇2=1,则曲线C 的方程为(A.19422=+y xB.14922=+y x C.4x 2+9y 2=36D.4x 2+9y 2=1 解:(1)由伸缩变换⎪⎩⎪⎨⎧'='=⎪⎩⎪⎨⎧='='.41,2,4,21y y x x y y x x 得 (*) ①将(*)代入y 2=2x ,得(41y ＇)2=2·(2x ＇). ∴y ＇2=64x ＇.∴经过伸缩变换后抛物线y 2=2x 变成了抛物线y ＇2=64x ＇.②将(*)代入y =3sin2x ,得41y ＇=3sin2·(2x＇∴y ＇=12sin4x ＇.∴经过伸缩变换后,曲线y =3sin2x 变成了曲线y ＇=12sin4x ＇(2)将⎩⎨⎧='='y y x x 3,2代入方程x ＇2+y ＇2=1,得4x 2+9y2故选D.【例4】 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⎩⎨⎧>='>='.0,,0,μμλλy y x x 代入方程2x ＇-y ＇=4,得2λx -μy =4,与x -2y =2比较系数得λ=1,μ=4.∴⎩⎨⎧='=',4,y y x x 即直线x -2y =2上所有点的横坐标不变,纵坐标伸长为原来的4倍可得到直线2x ＇-y ＇点评:(1)求满足图象变换的伸缩变换，实际上是让我们求出其变换公式，我们将新旧坐标分清，代入对应的直线方程，然后比较系数就可得了.(2)原曲线的方程f(x ,y )=0,新曲线的方程g(x ＇,y ＇)=0,以及坐标伸缩变换公式⎩⎨⎧>='>='0,,0,μμλλy y x x 中,“知二可求一”. 【例5】 已知f 1(x )=cos x ,f 2(x )=cos ωx (ω>0),f 2(x )的图象可以看作是把f 1(x )的图象在其所在的坐标系中的横坐标压缩到原来的31倍（纵坐标不变）而得到的，则ω为(A.21 B.2C.3D.31 解析一:f 1(x )=cos x →f 2(x )=cos3x解析二:⎩⎨⎧'='=∴⎪⎩⎪⎨⎧='='.,3,,31y y x x y y x x 将其代入y =cos x ,得到y ＇=cos3x ＇,即f 2(x )=cos3x .答案:C点评:本题直接考查变换规律：函数y =cos ωx ,x ∈R （其中ω>0,ω≠1）的图象，可以看作把余弦曲线上所有点的横坐标缩短（当ω>1时）或伸长（当0<ω<1时）到原来的ω1倍（纵坐标不变）而得到.应用时谨防出错.。
平面直角坐标系教案
平面直角坐标系教案教案标题：平面直角坐标系教案教案目标：1. 理解平面直角坐标系的概念和基本原理。
2. 掌握如何在平面上标定点、绘制图形和计算距离。
3. 运用直角坐标系解决实际问题。
教学时长：2个课时教学资源：1. 平面直角坐标系的教学软件或投影仪。
2. 白板、黑板或大幅纸张作为练习的空间。
3. 学生参考书和笔记工具。
教学步骤：第一课时：1. 引入（5分钟）- 通过展示一张地图或建筑蓝图，引发学生对平面直角坐标系的认知。
- 引导学生思考：为什么需要平面直角坐标系？有什么作用？2. 教学（25分钟）- 简要解释平面直角坐标系的定义和基本原理，包括横轴与纵轴的命名和方向。
- 介绍坐标轴上的正方向和单位长度。
- 演示如何在平面直角坐标系上标定点，示范并要求学生进行练习。
3. 拓展（10分钟）- 引导学生思考：如何用直角坐标系表示线段？如何计算线段的长度？- 演示如何利用直角坐标系计算线段的长度，并让学生进行练习。
- 提示学生用直角坐标系解决实际问题的可能性，如导航、测量等。
第二课时：1. 复习（5分钟）- 回顾上节课学习的内容，帮助学生复习平面直角坐标系的基本原理和标点方法。
2. 深化（25分钟）- 演示如何绘制简单的几何图形，如直线、矩形等。
- 要求学生根据给定的坐标绘制指定图形，并相互检查纠错。
- 引导学生思考：如何判断图形是否对称？如何用直角坐标系证明图形的性质？3. 应用（15分钟）- 提供一些实际生活中的问题，要求学生用直角坐标系解决。
- 鼓励学生在小组中合作思考，并展示解决思路和结果。
4. 总结（5分钟）- 进行教学总结，强调平面直角坐标系的重要性和应用领域。
- 提醒学生进行课后复习和练习，以巩固所学内容。
教学评估：1. 课堂练习：在教学过程中，布置一些练习题供学生解答，检测他们对平面直角坐标系的掌握情况。
2. 作业布置：布置一些作业题目，要求学生运用所学的平面直角坐标系知识进行解答，检验他们的应用能力。
高中数学 第一章 坐标系 第1节 平面直角坐标系教学案 新人教A版选修44
第1节 平面直角坐标系[核心必知]1．平面直角坐标系 (1)平面直角坐标系的作用通过直角坐标系，平面上的点与坐标(有序实数对)、曲线与方程建立了联系，从而实现了数与形的结合．(2)坐标法解决几何问题的“三部曲”第一步：建立适当坐标系，用坐标和方程表示问题中涉及的几何元素，将几何问题转化为代数问题；第二步：通过代数运算解决代数问题；第三步：把代数运算结果翻译成几何结论．2．平面直角坐标系中的伸缩变换设点P (x ，y )是平面直角坐标系中的任意一点，在变换φ：⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝λ·x ，（λ＞0），y ′＝μ·y ，（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，简称伸缩变换．[问题思考]1．用坐标法解决几何问题时，坐标系的建立是否是唯一的？提示：对于同一个问题，可建立不同的坐标系解决，但应使图形上的特殊点尽可能多地落在坐标轴，以便使计算更简单、方便．2．伸缩变换中的系数λ，μ有什么特点？在伸缩变换下，平面直角坐标系是否发生变化？提示：伸缩变换中的系数λ>0，μ>0，在伸缩变换下，平面直角坐标系保持不变，只是对点的坐标进行伸缩变换．已知Rt △ABC ，|AB |＝2a (a >0)，求直角顶点C 的轨迹方程．[精讲详析] 解答此题需要结合几何图形的结构特点，建立适当的平面直角坐标系，然后设出所求动点的坐标，寻找满足几何关系的等式，化简后即可得到所求的轨迹方程．以AB 所在直线为x 轴，AB 的中点为坐标原点，建立如图所示的直角坐标系，则有A (－a ，0)，B (a ，0)，设顶点C (x ，y )．法一：由△ABC 是直角三角形可知|AB |2＝|AC |2＋|BC |2，即(2a )2＝(x ＋a )2＋y 2＋(x －a )2＋y 2，化简得x 2＋y 2＝a 2.依题意可知，x ≠±a .故所求直角顶点C 的轨迹方程为x 2＋y 2＝a 2(x ≠±a )．法二：由△ABC 是直角三角形可知AC ⊥BC ，所以k AC ·k BC ＝－1，则yx ＋a ·yx －a＝－1(x ≠±a )，化简得直角顶点C 的轨迹方程为x 2＋y 2＝a 2(x ≠±a )．法三：由△ABC 是直角三角形可知|OC |＝|OB |，且点C 与点B 不重合，所以x 2＋y 2＝a (x ≠±a )，化简得直角顶点C 的轨迹方程为x 2＋y 2＝a 2(x ≠±a )．——————————————————求轨迹方程，其实质就是根据题设条件，把几何关系通过“坐标”转化成代数关系，得到对应的方程．(1)求轨迹方程的一般步骤是：建系→设点→列式→化简→检验．(2)求轨迹方程时注意不要把范围扩大或缩小，也就是要检验轨迹的纯粹性和完备性．(3)由于观察的角度不同，因此探求关系的方法也不同，解题时要善于从多角度思考问题．1．已知线段AB与CD互相垂直平分于点O，|AB|＝8，|CD|＝4，动点M满足|MA|·|MB|＝|MC|·|MD|，求动点M的轨迹方程．解：以O为原点，分别以直线AB，CD为x轴、y轴建立直角坐标系，则A(－4，0)，B(4，0)，C(0，2)，D(0，－2)．设M(x，y)为轨迹上任一点，则|MA|＝（x＋4）2＋y2，|MB|＝（x－4）2＋y2，|MC|＝x2＋（y－2）2，|MD|＝x2＋（y＋2）2，∴由|MA|·|MB|＝|MC|·|MD|，可得[（x＋4）2＋y2][（x－4）2＋y2]＝[x2＋（y－2）2][x2＋（y＋2）2].化简，得y2－x2＋6＝0.∴点M的轨迹方程为x2－y2＝6.已知△ABC中，AB＝AC，BD、CE分别为两腰上的高．求证：BD＝CE.[精讲详析] 本题考查坐标法在几何中的应用．解答本题可通过建立平面直角坐标系，将几何证明问题转化为代数运算问题．如图，以BC所在直线为x轴，BC的垂直平分线为y轴建立平面直角坐标系．设B(－a，0)，C(a，0)，A(0，h)．则直线AC 的方程为y ＝－h ax ＋h ，即：hx ＋ay －ah ＝0. 直线AB 的方程为y ＝h ax ＋h ， 即：hx －ay ＋ah ＝0.由点到直线的距离公式：|BD |＝|2ah |a 2＋h2，|CE |＝|2ah |a 2＋h2，∴|BD |＝|CE |， 即BD ＝CE . ——————————————————(1)建立适当的直角坐标系，将平面几何问题转化为解析几何问题，即“形”转化为“数”，再回到“形”中，此为坐标法的基本思想，务必熟练掌握．(2)建立坐标系时，要充分利用图形的几何特征．例如，中心对称图形，可利用它的对称中心为坐标原点；轴对称图形，可利用它的对称轴为坐标轴；题设中有直角，可考虑以两直角边所在的直线为坐标轴等．2．已知△ABC 中，BD ＝CD ，求证：AB 2＋AC 2＝2(AD 2＋BD 2)． 证明：以A 为坐标原点O ，AB 所在直线为x 轴，建立平面直角坐系xOy ，则A (0，0)，设B (a ，0)，C (b ，c )，则D (a ＋b 2，c2)，∴AD 2＋BD 2＝（a ＋b ）24＋c 24＋（a －b ）24＋c24＝12(a 2＋b 2＋c 2)， AB 2＋AC 2＝a 2＋b 2＋c 2.∴AB 2＋AC 2＝2(AD 2＋BD 2)．在平面直角坐标系中，求下列方程所对应的图形经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝13x，y ′＝12y后的图形是什么形状？(1)y 2＝2x ；(2)x 2＋y 2＝1.[精讲详析] 本题考查伸缩变换的应用，解答此题需要先根据伸缩变换求出变换后的方程，然后再判断图形的形状．由伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝13x ，y ′＝12y .可知⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3x ′，y ＝2y ′.(1)将⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3x ′，y ＝2y ′代入y 2＝2x ，可得4y ′2＝6x ′，即y ′2＝32x ′.即伸缩变换之后的图形还是抛物线． (2)将⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3x ′，y ＝2y ′代入x 2＋y 2＝1，得(3x ′)2＋(2y ′)2＝1，即x ′219＋y ′214＝1，即伸缩变换之后的图形为焦点在y 轴上的椭圆． ——————————————————利用坐标伸缩变换φ：⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝λ·x ，（λ>0），y ′＝μ·y ，（μ>0）求变换后的曲线方程，其实质是从中求出⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1λx ′，y ＝1μy ′，然后将其代入已知的曲线方程求得关于x ′，y ′的曲线方程．3．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(x3)2－(y2)2＝1，即x 29－y 24＝1为所求．本课时考点常以解答题(多出现在第(1)小问)的形式考查轨迹方程的求法，湖北高考将圆锥曲线的类型讨论同轨迹方程的求法相结合，以解答题的形式考查，是高考命题的一个新热点．[考题印证](湖北高考改编)设A 是单位圆x 2＋y 2＝1上的任意一点，l 是过点A 与x 轴垂直的直线，D 是直线l 与x 轴的交点，点M 在直线l 上，且满足|DM |＝m |DA |(m ＞0，且m ≠1)．当点A在圆上运动时，记点M 的轨迹为曲线C .求曲线C 的方程，判断曲线C 为何种圆锥曲线，并求其焦点坐标．[命题立意] 本题考查圆锥曲线的相关知识以及轨迹方程的求法． [解]如图，设M (x ，y )，A (x 0，y 0)，则由|DM |＝m |DA |(m ＞0，且m ≠1)，可得x ＝x 0，|y |＝m |y 0|，所以x 0＝x ，|y 0|＝1m|y |. ①因为A 点在单位圆上运动，所以x 20＋y 20＝1. ②将①式代入②式即得所求曲线C 的方程为x 2＋y 2m2＝1(m ＞0，且m ≠1)．因为m ∈(0，1)∪(1，＋∞)，所以当0＜m ＜1时，曲线C 是焦点在x 轴上的椭圆， 两焦点坐标分别为(－1－m 2，0)，(1－m 2，0)； 当m ＞1时，曲线C 是焦点在y 轴上的椭圆， 两焦点坐标分别为(0，－m 2－1)，(0，m 2－1)．一、选择题1．y ＝cos x 经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2x ，y ′＝3y后，曲线方程变为( )A ．y ′＝3cosx ′2B ．y ′＝3cos 2x ′C ．y ′＝13cos x ′2D ．y ′＝13cos 2x ′解析：选A 由⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2x ，y ′＝3y 得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝12x ′，y ＝13y ′.又∵y ＝cos x ，∴13y ′＝cos x ′2，即y ′＝3cos x ′2. 2．直线2x ＋3y ＝0经伸缩变换后变为x ′＋y ′＝0，则该伸缩变换为( ) A.⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝12x ，y ′＝3yB.⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2x ，y ′＝3yC.⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2x ，y ′＝13yD.⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝12x ，y ′＝13y解析：选B 设变换为⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝λ·x ，（λ>0）y ′＝μ·y ，（μ>0），将其代入方程x ′＋y ′＝0，得，λx ＋μy ＝0.又∵2x ＋3y ＝0，∴λ＝2，μ＝3.即⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2x ，y ′＝3y . 3．将一个圆作伸缩变换后所得到的图形不可能是( ) A ．椭圆 B ．比原来大的圆 C ．比原来小的圆 D ．双曲线 解析：选D 由伸缩变换的意义可得．4．已知两定点A (－2，0)，B (1，0)，如果动点P 满足|PA |＝2|PB |，则点P 的轨迹所围成的图形的面积等于( )A ．πB ．4πC ．8πD ．9π解析：选B 设P 点的坐标为(x ，y )， ∵|PA |＝2|PB |，∴(x ＋2)2＋y 2＝4[(x －1)2＋y 2]． 即(x －2)2＋y 2＝4.故P 点的轨迹是以(2，0)为圆心，以2为半径的圆， 它的面积为4π. 二、填空题5．将点P (2，3)变换为点P ′(1，1)的一个伸缩变换公式为________．解析：设伸缩变换为⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝hx （h >0）y ′＝kx （k >0），由⎩⎪⎨⎪⎧1＝2h1＝3k ，解得⎩⎪⎨⎪⎧h ＝12，k ＝13∴⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝x 2，y ′＝y 3. 答案：⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝x 2，y ′＝y36．将对数曲线y ＝log 3x 的横坐标伸长到原来的2倍得到的曲线方程为________． 解析：设P (x ，y )为对数曲线y ＝log 3x 上任意一点，变换后的对应点为P ′(x ′，y ′)，由题意知伸缩变换为⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2xy ′＝y ，∴⎩⎪⎨⎪⎧x ＝12x ′，y ＝y ′.代入y ＝log 3x 得y ′＝log 312x ′，即y ＝log 3x2.答案：y ＝log 3x27．把圆x 2＋y 2＝16沿x 轴方向均匀压缩为椭圆x ′2＋y ′216＝1，则坐标变换公式是________．解析：设φ：⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝λ·x （λ＞0），y ′＝μ·y （μ＞0），则⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x ′λ，y ＝y ′μ.代入x 2＋y 2＝16得x ′216λ2＋y ′216μ2＝1.∴16λ2＝1，16μ2＝16. ∴⎩⎪⎨⎪⎧λ＝14，μ＝1.故⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝x 4，y ′＝y .答案：⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝x 4，y ′＝y8．已知A (2，－1)，B (－1，1)，O 为坐标原点，动点M ，其中m ，n ∈R ，且2m 2－n 2＝2，则M 的轨迹方程为________．解析：设M (x ，y )，则(x ，y )＝m (2，－1)＋n (－1，1)＝(2m －n ，n －m )，∴⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2m －n ，y ＝n －m .又2m 2－n 2＝2，消去m ，n 得x 22－y 2＝1.答案：x 22－y 2＝1三、解答题9．在同一平面直角坐标系中，将曲线x 2－36y 2－8x ＋12＝0变成曲线x ′2－y ′2－4x ′＋3＝0，求满足条件的伸缩变换．解：x 2－36y 2－8x ＋12＝0可化为 (x －42)2－9y 2＝1.①x ′2－y ′2－4x ′＋3＝0可化为(x ′－2)2－y ′2＝1.②比较①②，可得⎩⎪⎨⎪⎧x ′－2＝x －42，y ′＝3y ，即⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝x 2，y ′＝3y .所以将曲线x 2－36y 2－8x ＋12＝0上所有点的横坐标变为原来的12，纵坐标变为原来的3倍，就可得到曲线x ′2－y ′2－4x ′＋3＝0的图象．10．在正三角形ABC 内有一动点P ，已知P 到三顶点的距离分别为|PA |，|PB |，|PC |，且满足|PA |2＝|PB |2＋|PC |2，求点P 的轨迹方程．解：以BC 的中点为原点，BC 所在的直线为x 轴，BC 的垂直平分线为y 轴，建立如图所示的直角坐标系，设点P (x ，y )，B (－a ，0)，C (a ，0)，A (0，3a )，(y >0，a >0)用点的坐标表11 示等式|PA |2＝|PB |2＋|PC |2，有x 2＋(y －3a )2＝(x ＋a )2＋y 2＋(x －a )2＋y 2， 化简得x 2＋(y ＋3a )2＝(2a )2，即点P 的轨迹方程为x 2＋(y ＋3a )2＝4a 2(y >0)． 11．已知椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的离心率为33，以原点为圆心、椭圆短半轴长为半径的圆与直线y ＝x ＋2相切．(1)求a 与b ；(2)设该椭圆的左、右焦点分别为F 1和F 2，直线l 1过F 2且与x 轴垂直，动直线l 2与y 轴垂直，l 2交l 1于点P .求线段PF 1的垂直平分线与l 2的交点M 的轨迹方程，并指明曲线类型．解：(1)∴e ＝33， ∴e 2＝c 2a 2＝a 2－b 2a 2＝13， ∴b 2a 2＝23. 又圆x 2＋y 2＝b 2与直线y ＝x ＋2相切， ∴b ＝21＋1＝ 2. ∴b 2＝2，a 2＝3.因此，a ＝3，b ＝ 2.(2)由(1)知F 1，F 2两点的坐标分别为(－1，0)，(1，0)，由题意可设P (1，t )． 那么线段PF 1的中点为N (0，t 2)． 设M (x ，y )，由于MN ―→＝(－x ，t2－y )， PF 1―→＝(－2，－t )，则⎩⎪⎨⎪⎧MN ―→·PF 1―→＝2x ＋t （y －t 2）＝0y ＝t，消去t 得所求轨迹方程为y 2＝－4x ，曲线类型为抛物线．。
人教A版选修4-4 1.1.1平面直角坐标系 教案 (2)
平面直角坐标轴中的伸缩变换一、教学目的：知识与技能：回顾在平面直角坐标系中刻画点的位置的方法能力与与方法：体会坐标系的作用情感、态度与价值观：通过观察、探索、发现的创造性过程，培养创新意识。
二、重难点：教学重点：体会直角坐标系的作用教学难点：能够建立适当的直角坐标系,解决数学问题三、教学方法：启发、诱导发现教学.四、教学过程：（一）、平面直角坐标轴中的伸缩变换1、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。
2、探究：(1)在正弦曲线y=sinx上任取一点P(x,y)，保持纵坐标不变，将横坐标x缩为原来的，就得到正弦曲线y=sin2x。
上述的变换实质上就是一个坐标的压缩变换，即：设P(x,y)是平面直角坐标系中任意一点，保持纵坐标不变，将横坐标x缩为原来，得到点P’(x’,y’).坐标对应关系为通常把叫做平面直角坐标系中的一个压缩变换。
（2）怎样由正弦曲线y=sinx得到曲线y=3sinx?写出其坐标变换。
在正弦曲线y=sinx上任取一点P(x,y)，保持纵坐标不变，将横坐标x缩为原来的，在此基础上，将纵坐标变为原来的3倍，就得到正弦曲线y=3sin2x.设点P（x,y）经变换得到点为P’(x’,y’) 这就是变换公式。
通常把这样的变换叫做平面直角坐标系中的一个坐标伸缩变换。
3、例题：课本P4例1.在下列平面直角坐标系中，分别作出以圆点为圆心，6为半径的圆： (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轴上单位长度的倍。
教师分析：关键是建立坐标伸缩变换关系式。
学生练习，教师准对问题讲评。
反思归纳：在平面直角坐标系中进行坐标伸缩变换，关键是探析坐标伸缩变换公式。
4、巩固训练：课本P6页练习题。
（二）求轨迹方程1．一炮弹在某处爆炸,在A处听到爆炸的时间比在B处晚2s,已知A、B两地相距800米，并且此时的声速为340m/s,求曲线的方程。
平面直角坐标系教案
平面直角坐标系教案简介：平面直角坐标系是数学中常用的一种图示方法，可以方便地表示点的位置以及进行计算。
本教案旨在介绍平面直角坐标系的基本概念和使用方法，帮助学生更好地理解和应用直角坐标系。
一、概念及构建1.1 直角坐标系的定义：直角坐标系是由两个相互垂直的坐标轴组成的平面坐标系，通常用X轴和Y轴表示。
1.2 横纵坐标轴的确定：以原点O为起点，在X轴上取一个正方向为正半轴，在Y轴上取一个正方向为正半轴。
1.3 坐标的表示方法：一个点在平面直角坐标系中的位置可以用一个有序数对(x, y)表示，其中x为该点在X轴上的横坐标，y为该点在Y轴上的纵坐标。
二、坐标与位置关系2.1 坐标的表示：给定一个点P，如果已知P的横坐标x和纵坐标y，则点P的坐标为(x, y)。
2.2 坐标系中的位置关系：点P在X轴上的坐标为(x, 0)，在Y轴上的坐标为(0, y)。
原点O的坐标为(0, 0)。
2.3 判断位置关系：比较两个点在坐标系中的坐标可以判断它们的位置关系。
例如，若A点的横坐标小于B点的横坐标，则A点在B点的左侧；若A点的纵坐标大于B点的纵坐标，则A点在B点的上方。
三、图形的表示3.1 点的表示：一个点在坐标系中可以用坐标来表示，例如P(x, y)表示一个点P在坐标系中的位置。
3.2 直线的表示：一条通过两点A(x1, y1)和B(x2, y2)的直线可以表示为AB的方程。
其中，斜率k = (y2 - y1) / (x2 - x1)，截距b = y1 - kx1，直线的方程为y = kx + b。
3.3 图形的绘制：通过给定点的坐标或者直线的方程，可以在平面直角坐标系中绘制出对应的图形。
四、距离和中点4.1 两点间的距离：设平面直角坐标系中有两点A(x1, y1)和B(x2,y2)，则点A和点B之间的距离公式为d = √((x2 - x1)² + (y2 - y1)²)。
4.2 中点坐标：两个点A(x1, y1)和B(x2, y2)的中点C的坐标可以通过求坐标分别取平均得到，即Cx = (x1 + x2) / 2，Cy = (y1 + y2) / 2。
人教A版高中数学选修4-4 1-1-1 平面直角坐标系 导学案
信息中心·O·CB··A观测点观测点观测点1.1.1 平面直角坐标系【学习目标】1.理解平面直角坐标系的意义，掌握在平面直角坐标系中描述点或线的方法. 2．掌握坐标法解决几何问题的方法步骤. 3.体会坐标系的作用.【重点难点】重点：建立坐标系解决几何问题的方法步骤.难点：应用坐标法解决问题.一．课前预习阅读教材42~P P 的内容，体会平面直角坐标系在解决实际问题和几何问题中的作用，并自主解决下列问题：1. 到两个定点A （-1，0）与B （0，1）的距离相等的点的轨迹是什么？并求其轨迹方程。
2．在⊿ABC 中，已知A （5，0），B （-5，0），且6=-BC AC ，求顶点C 的轨迹和轨迹方程.3.求直线0532=+-y x 与曲线xy 1=的交点坐标. 二．课堂学习与研讨 （一）合作探索声响定位问题某信息中心接到其正东、正西、正北方向三个观测点的报告：正西、正北两个观测点同时听到一声巨响，正东观测点听到巨响的时间比其他两个观测点晚4s ，已知各观测点到信息中心的距离都是1020m ，试确定该巨响的位置.（假定当时声音传播的速度为340m/s ，各相关点均在同一平面上）设发出响声的位置为P ，正东、正西、正北方向 三个观测点分别为C B A ,,，阅读上面材料并 回答下列问题：由上述可知响声的位置就是 和 的交点3.建立适当的坐标系，通过推理、计算求得响声的位置P 距离信息中心O 为 ； 方向在信息中心的 . （二）知识梳理1.建立坐标系解决几何问题的方法步骤：（1）建立平面直角坐标系 （2）设点（点与坐标的对应） （3）列式（方程与坐标的对应） （4）化简 （5）说明2.根据几何特点建立适当的平面直角坐标系的规则是： （1）如果图形有对称中心，可以选择 为坐标原点； （2）如果图形有对称轴，可以选择 为坐标轴； （3）使图形上的 点尽可能地在坐标轴上. 例题分析例1．已知△ABC 的三边c b a ,,满足，2225a c b =+,BE,CF 分别为边AC,AB 上的中线，建立适当的平面直角坐标系探究BE 与CF 的位置关系.练习2. 教材 习题1.1 3 课堂归纳小结(1)利用坐标法可以把平面几何问题转化为代数问题，以代数运算代替几何证明；对于某些几何问题，用坐标法有明显的优势；(2)建立直角坐标系要尽可能选择适当的直角坐标系的一些规则：如果图形有对称中心，可以选对称中心为坐标原点；如果图形有对称轴，可以选择对称轴为坐标轴；使图形上的特殊点尽可能多的在坐标轴上. 达标检测A 基础巩固1．原点在直线l 上的射影是(2,1)P -，则l 的方程为（ ） A. 20x y += B.240x y +-= C. 250x y -+=D .230x y ++=2. 直线0x +=被圆224x y +=截得的弦长是 .3．已知正方形的一个顶点为(1,0)A -,一边所在的直线方程为350x y +-=，则以A 为端点的两边所在直线的方程分别是 .B 提升练习4.圆22420x y x y F +-++=与y 轴交于,A B 两点，圆心为C ，若90ACB ∠=，则F 的值是 （ ）A.-B.3 D.3-5．若直线y x b =+与曲线x =则实数b 的取值范围是 .拓展延伸与巩固6．课本习题1.1 第2题已知点A 为定点，线段BC 在定直线l 上滑动，已知4=BC ，点A 到直线l 的距离为3，求ABC ∆的外心的轨迹方程.。
《平面直角坐标系》数学教案
《平面直角坐标系》数学教案标题：平面直角坐标系数学教案一、教学目标：1. 知识与技能：理解并掌握平面直角坐标系的定义，能够准确画出平面直角坐标系，并在坐标系中确定点的位置和表示方法。
2. 过程与方法：通过实例分析，引导学生观察、思考、探究平面直角坐标系的构成及其应用，培养学生的空间想象能力和逻辑思维能力。
3. 情感态度价值观：激发学生对数学的兴趣，培养他们严谨、细致的学习态度和实事求是的科学精神。
二、教学重点与难点：重点：平面直角坐标系的定义及基本性质，点的坐标表示法。
难点：如何根据坐标找到对应的点，以及如何根据点找到对应的坐标。
三、教学过程：(一) 导入新课教师展示一些城市地图，让学生找出自己的家所在的位置。
然后引导学生思考如何用一种更精确的方式来描述位置，从而引出本节课的主题——平面直角坐标系。
(二) 新授内容1. 平面直角坐标系的定义：在一个平面上选取两个互相垂直且有公共原点的数轴，就构成了平面直角坐标系。
2. 坐标轴与象限：通常取水平方向的数轴为x轴，竖直方向的数轴为y轴。
两条数轴将平面分为四个部分，分别称为第一、第二、第三、第四象限。
(三) 实例讲解以教室为例，设定一个坐标系，让学生找出自己座位的坐标。
通过这种方式，让学生亲身体验坐标系的应用，加深对坐标系的理解。
(四) 课堂练习设计一些基础题和提高题，让学生进行练习。
基础题主要考察学生对平面直角坐标系的基本知识的掌握情况；提高题则旨在提升学生的空间想象能力和逻辑思维能力。
(五) 小结回顾本节课的主要内容，强调平面直角坐标系的重要性，以及它在生活中的广泛应用。
四、作业布置设计一些习题，要求学生在家完成，以巩固他们在课堂上学到的知识。
五、教学反思教学过程中，应注意关注学生的反应，及时调整教学策略，确保每一个学生都能理解和掌握平面直角坐标系的基本知识。
同时，也要注重培养学生的独立思考和解决问题的能力，使他们能够在生活中灵活运用所学知识。
六、参考文献[1] 吴增基, 裘宗燕. 数学分析教程[M]. 高等教育出版社, 2001.[2] 张奠宙, 李兴怀. 数学分析教程[M]. 高等教育出版社, 2006.注：以上仅为大纲式的教案，具体内容需要根据实际情况进行填充和修改。
平面直角坐标系 教案
平面直角坐标系教案教案标题：平面直角坐标系教案目标：1. 理解平面直角坐标系的概念和构成要素。
2. 掌握平面直角坐标系中点的坐标表示方法。
3. 能够在平面直角坐标系中绘制简单的图形。
教案步骤：引入活动：1. 引导学生回顾平面直角坐标系的概念，提问：你们对平面直角坐标系有什么了解？请简单描述一下。
知识讲解：2. 通过PPT或黑板，向学生介绍平面直角坐标系的构成要素，包括x轴、y轴、原点和坐标轴上的正方向。
3. 解释坐标的概念，以及点在平面直角坐标系中的坐标表示方法。
示范演示：4. 在黑板上绘制一个简单的平面直角坐标系，并标出几个点的坐标。
5. 通过实例演示，教授学生如何确定点在平面直角坐标系中的坐标。
练习活动：6. 分发练习题册或工作纸，让学生在平面直角坐标系中绘制给定的点，并写出其坐标。
7. 布置练习题，让学生自主进行练习。
巩固与拓展：8. 收集学生的练习纸，逐一点评，纠正他们可能存在的错误。
9. 引导学生思考：如何通过坐标表示图形的位置和形状？请举例说明。
总结与反思：10. 总结平面直角坐标系的基本概念和坐标表示方法。
11. 让学生回答问题：你们对平面直角坐标系有什么新的认识或体会？教案评价与调整：12. 教师根据学生的表现和反馈，评价教案的有效性，并对教学内容进行调整和改进。
注意事项：1. 教师要提前准备好黑板、粉笔或PPT等教具。
2. 确保学生理解平面直角坐标系的概念和构成要素后，再进行练习和拓展。
3. 鼓励学生积极参与讨论和练习，提高他们的学习兴趣和主动性。
高中数学 1.1 平面直角坐标系教案 新人教A版选修44
一平面直角坐标系课标解读1.回顾在平面直角坐标系中刻画点的位置的方法，体会坐标系的作用并领会坐标法的应用．2．了解在伸缩变换作用下平面图形的变化情况，掌握平面直角坐标系中的伸缩变换．3．能够建立适当的直角坐标系解决数学问题.1．平面直角坐标系(1)平面直角坐标系的作用：使平面上的点与坐标(有序实数对)、曲线与方程建立了联系，从而实现了数与形的结合．(2)坐标法：根据几何对象的特征，选择适当的坐标系，建立它的方程，通过方程研究它的性质及与其他几何图形的关系．(3)坐标法解决几何问题的“三步曲”：第一步：建立适当坐标系，用坐标和方程表示问题中涉及的几何元素，将几何问题转化成代数问题；第二步：通过代数运算，解决代数问题；第三步，把代数运算结果“翻译”成几何结论．2．平面直角坐标系中的伸缩变换设点P(x，y)是平面直角坐标系中的任意一点，在变换φ：⎩⎪⎨⎪⎧x′＝λ·xλ>0，y′＝μ·yμ>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，简称伸缩变换．(1)在坐标伸缩变换的作用下，可以实现平面图形的伸缩，因此，平面图形的伸缩变换可以用坐标的伸缩变换来表示．(2)在使用时，要注意点的对应性，即分清新旧：P′(x′，y′)是变换后的点的坐标，P(x，y)是变换前的点的坐标．1．如何根据几何图形的几何特征建立恰当的坐标系？【提示】①如果图形有对称中心，可以选对称中心为坐标原点；②如果图形有对称轴，可以选对称轴为坐标轴；③若题目有已知长度的线段，以线段所在的直线为x轴，以端点或中点为原点．建系原则：使几何图形上的特殊点尽可能多的落在坐标轴上．2．如何确定坐标平面内点的坐标？【提示】 如图，过点P 分别作x 轴、y 轴的垂线段PM 、PN ，垂足分别为M 、N ，则M 的横坐标x 与N 的纵坐标y 对应的有序实数对(x ，y )即为点P 的坐标．3．如何理解点的坐标的伸缩变换？【提示】 在平面直角坐标系中，变换φ将点P (x ，y )变换到P ′(x ′，y ′)．当λ>1时，是横向拉伸变换，当0<λ<1时，是横向压缩变换；当μ>1时，是纵向拉伸变换，当0<μ<1时，是纵向压缩变换.运用坐标法解决平面几何问题 已知▱ABCD ，求证：|AC |2＋|BD |2＝2(|AB |2＋|AD |2)．【思路探究】 从要证的结论，联想到两点间的距离公式(或向量模的平方)，因此首先建立坐标系，设出A ，B ，C ，D 点的坐标，通过计算，证明几何结论．【自主解答】 法一 (坐标法)以A 为坐标原点O ，AB 所在的直线为x 轴，建立平面直角坐标系xOy ，则A (0,0)， 设B (a,0)，C (b ，c )，则AC 的中点E (b 2，c2)，由对称性知D (b －a ，c )，所以|AB |2＝a 2，|AD |2＝(b －a )2＋c 2，|AC |2＝b 2＋c 2，|BD |2＝(b －2a )2＋c 2，|AC |2＋|BD |2＝4a 2＋2b 2＋2c 2－4ab＝2(2a 2＋b 2＋c 2－2ab )，|AB |2＋|AD |2＝2a 2＋b 2＋c 2－2ab ，∴|AC |2＋|BD |2＝2(|AB |2＋|AD |2)． 法二 (向量法)在▱ABCD 中，AC →＝AB →＋AD →，两边平方得AC →2＝|AC →|2＝AB →2＋AD →2＋2AB →·AD →，同理得BD →2＝|BD →|2＝BA →2＋BC →2＋2BA →·BC →， 以上两式相加，得 |AC →|2＋|BD →|2＝2(|AB →|2＋|AD →|2)＋2BC →·(AB →＋BA →)＝2(|AB →|2＋|AD →|2)，即|AC |2＋|BD |2＝2(|AB |2＋|AD |2)．1．本例实际上为平行四边形的一个重要定理：平行四边形的两条对角线的平方和等于其四边的平方和．法一是运用代数方法即解析法实现几何结论的证明的．这种“以算代证”的解题策略就是坐标方法的表现形式之一．法二运用了向量的数量积运算，更显言简意赅，给人以简捷明快之感．2．建立平面直角坐标系的方法步骤(1)建系——建立平面直角坐标系．建系原则是 利于运用已知条件，使运算简便，表达式简明．(2)设点——选取一组基本量，用字母表示出题目涉及的点的坐标和曲线的方程； (3)运算——通过运算，得到所需要的结果．已知△ABC 中，点D 在BC 边上，且满足|BD |＝|CD |.求证：|AB |2＋|AC |2＝2(|AD |2＋|BD |2)．【证明】 法一 以A 为坐标原点O ，AB 所在直线为x 轴，建立平面直角坐标系xOy .则A (0,0)，设B (a,0)，C (b ，c )，则D (a ＋b 2，c 2)，所以|AD |2＋|BD |2＝a ＋b 24＋c 24＋a －b 24＋c 24＝12(a 2＋b 2＋c 2)，|AB |2＋|AC |2＝a 2＋b 2＋c 2＝2(|AD |2＋|BD |2)． 法二 延长AD 到E ，使DE ＝AD ，连接BE ，CE ，则四边形ABEC 为平行四边形，由平行四边形的两条对角线的平方和等于四条边的平方和得|AE |2＋|BC |2＝2(|AB |2＋|AC |2)，即(2|AD |)2＋(2|BD |)2＝2(|AB |2＋|AC |2)，所以|AB |2＋|AC |2＝2(|AD |2＋|BD |2)．用坐标法解决实际问题航编队奔赴某海域执行护航任务，对商船进行护航．某日，甲舰在乙舰正东6千米处，丙舰在乙舰北偏西30°，相距4千米．某时刻甲舰发现商船的某种求救信号．由于乙、丙两舰比甲舰距商船远，因此4 s 后乙、丙两舰才同时发现这一信号，此信号的传播速度为1 km/s.若甲舰赶赴救援，行进的方位角应是多少？【思路探究】 本题求解的关键在于确定商船相对于甲舰的相对位置，因此不妨用点A 、B 、C 表示甲舰、乙舰、丙舰，建立适当坐标系，求出商船与甲舰的坐标，问题可解．【自主解答】设A ，B ，C ，P 分别表示甲舰、乙舰、丙舰和商船．如图所示， 以直线AB 为x 轴，线段AB 的垂直平分线为y 轴建立直角坐标系，则A (3,0)，B (－3,0)，C (－5,23)．∵|PB |＝|PC |，∴点P 在线段BC 的垂直平分线上．k BC ＝－3，线段BC 的中点D (－4，3)，∴直线PD 的方程为y －3＝13(x ＋4)．①又|PB |－|PA |＝4，∴点P 在以A ，B 为焦点的双曲线的右支上， 双曲线方程为x 24－y 25＝1(x ≥2)．②联立①②，解得P 点坐标为(8,53)．∴k PA ＝538－3＝ 3.因此甲舰行进的方位角为北偏东30°.1．由于A 、B 、C 的相对位置一定，解决问题的关键是：如何建系，将几何位置量化，根据直线与双曲线方程求解．2．运用坐标法解决实际问题的步骤：建系→设点→列关系式(或方程)→求解数学结果→回答实际问题．已知某荒漠上有两个定点A 、B ，它们相距2 km ，现准备在荒漠上开垦一片以AB 为一条对角线的平行四边形区域建成农艺园，按照规划，围墙总长为8 km.(1)问农艺园的最大面积能达到多少？ (2)该荒漠上有一条水沟l 恰好经过点A ，且与AB 成30°的角，现要对整条水沟进行加固改造，但考虑到今后农艺园的水沟要重新改造，所以对水沟可能被农艺园围进的部分暂不加固，问暂不加固的部分有多长？【解】 (1)设平行四边形的另两个顶点为C 、D ，由围墙总长为8 km 得|CA |＋|CB |＝4>|AB |＝2，由椭圆的定义知，点C 的轨迹是以A 、B 为焦点，长轴长2a ＝4，焦距2c ＝2的椭圆(去除落在直线AB 上的两点)．以AB 所在直线为x 轴，线段AB 的中垂线为y 轴，建立直角坐标系，则点C 的轨迹方程为x 24＋y 23＝1(y ≠0)． 易知点D 也在此椭圆上，要使平行四边形ABCD 面积最大，则C 、D 为此椭圆短轴的端点，此时，面积S ＝23(km 2)．(2)因为修建农艺园的可能范围在椭圆x 24＋y 23＝1(y ≠0)内，故暂不需要加固水沟的长就是直线l ：y ＝33(x ＋1)被椭圆截得的弦长，如图．因此，由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝33x ＋1x 24＋y 23＝1⇒13x 2＋8x －32＝0，那么弦长＝1＋k 2|x 1－x 2| ＝1＋332·－8132－4×－3213＝4813，故暂不加固的部分长4813km.已知伸缩变换求点的坐标和曲线方程在同一平面直角坐标系中，已知伸缩变换φ：⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝3x ，2y ′＝y .(1)求点A (13，－2)经过φ变换所得的点A ′的坐标；(2)点B 经过φ变换后得到点B ′(－3，12)，求点B 的坐标；(3)求直线l ：y ＝6x 经过φ变换后所得直线l ′的方程；(4)求双曲线C ：x 2－y 264＝1经过φ变换后所得曲线C ′的焦点坐标．【思路探究】 (1)由伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝3x ，2y ′＝y ，求得x ′，y ′，即用x ，y 表示x ′，y ′；(2)(3)(4)将求得的x ，y 代入原方程得x ′，y ′间的关系．【自主解答】 (1)设点A ′(x ′，y ′)．由伸缩变换φ：⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝3x ，2y ′＝y ，得到⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝3x ，y ′＝12y .又已知点A (13，－2)．于是x ′＝3×13＝1，y ′＝12×(－2)＝－1.∴变换后点A ′的坐标为(1，－1)．(2)设B (x ，y )，由伸缩变换φ：⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝3x2y ′＝y 得到⎩⎪⎨⎪⎧x ＝13x ′，y ＝2y ′，由于B ′(－3，12)，于是x ＝13×(－3)＝－1，y ＝2×12＝1，∴B (－1,1)为所求．(3)设直线l ′上任意一点P ′(x ′，y ′)， 由上述可知，将⎩⎪⎨⎪⎧x ＝13x ′y ＝2y ′代入y ＝6x 得2y ′＝6×(13x ′)，所以y ′＝x ′，即y ＝x 为所求．(4)设曲线C ′上任意一点P ′(x ′，y ′)， 将⎩⎪⎨⎪⎧x ＝13x ′y ＝2y ′代入x 2－y 264＝1，得x ′29－4y ′264＝1， 化简得x ′29－y ′216＝1，∴曲线C ′的方程为x 29－y 216＝1.∴a 2＝9，b 2＝16，c 2＝25，因此曲线C ′的焦点F 1(5,0)，F 2(－5,0)．1．解答本题的关键：(1)是根据平面直角坐标系中的伸缩变换公式的意义与作用；(2)是明确变换前后点的坐标关系，利用方程思想求解．2．伸缩变换前后的关系已知平面直角坐标系中的伸缩变换φ：⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝λx λ>0y ′＝μy μ>0，则点的坐标与曲线的方程的关系为联系类型 变换前 变换后点P (x ，y ) (λx ，μy )曲线C f (x ，y )＝0 f (1λx ′，1μy ′)＝0若将例题中第(4)题改为：如果曲线C 经过φ变换后得到的曲线的方程为x 2＝18y ，那么能否求出曲线C 的焦点坐标和准线方程？请说明理由．【解】 设曲线C 上任意一点M (x ，y )，经过φ变换后对应点M ′(x ′，y ′)．由⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝3x ，2y ′＝y ，得⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝3x ，y ′＝y 2. (*)又M ′(x ′，y ′)在曲线x 2＝18y 上，∴x ′2＝18y ′ ① 将(*)代入①式得(3x )2＝18×(12y )．即x 2＝y 为曲线C 的方程．可见仍是抛物线，其中p ＝12，抛物线x 2＝y 的焦点为F (0，14)．准线方程为y ＝－14.由条件求伸缩变换 在同一平面直角坐标系中，求一个伸缩变换，使得圆x 2＋y 2＝1变换为椭圆x 29＋y 24＝1.【思路探究】 区分原方程和变换后的方程――→待定系数法设伸缩变换公式―→代入变换后的曲线方程―→与原曲线方程比较系数．【自主解答】 将变换后的椭圆的方程x 29＋y 24＝1改写为x ′29＋y ′24＝1，设伸缩变换为⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝λxλ>0，y ′＝μy μ>0，代入上式．得λ2x 29＋μ2y 24＝1，即(λ3)2x 2＋(μ2)2y 2＝1.与x 2＋y 2＝1比较系数，得⎩⎪⎨⎪⎧λ32＝1，μ22＝1，∴⎩⎪⎨⎪⎧λ＝3，μ＝2.所以伸缩变换为⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝3x ，y ′＝2y .因此，先使圆x 2＋y 2＝1上的点的纵坐标不变，将圆上的点的横坐标伸长到原来的3倍，得到椭圆x 29＋y 2＝1，再将该椭圆的横坐标不变，纵坐标伸长到原来的2倍，得到椭圆x 29＋y 24＝1.1．求满足图象变换的伸缩变换，实际上是让我们求出变换公式，将新旧坐标分清，代入对应的曲线方程，然后比较系数可得．2．解题时，区分变换的前后方向是关键，必要时需要将变换后的曲线的方程改写成加注上(或下)标的未知数的方程形式．在同一平面坐标系中，求一个伸缩变换使其将曲线y ＝2sin x4变换为正弦曲线y ＝sinx .【解】 将变换后的曲线的方程y ＝sin x 改写为y ′＝sin x ′，设伸缩变换为⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝λx λ>0，y ′＝μy μ>0，代入y ′＝sin x ′，∴μy ＝sin λx ，即y ＝1μsin λx .比较与原曲线方程的系数，知⎩⎪⎨⎪⎧ λ＝14，1μ＝2，∴⎩⎪⎨⎪⎧ λ＝14，μ＝12，所以伸缩变换为⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝14x ，y ′＝12y .即先使曲线y ＝2sin x 4的点的纵坐标不变，将曲线上的点的横坐标缩短为原来的14倍，得到曲线y ＝2sin x ；再将其横坐标不变，纵坐标缩短到原来的12倍，得正弦曲线y ＝sin x .(教材第8页习题1.1，第5题)在同一平面直角坐标系中，经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝3xy ′＝y 后，曲线C 变为曲线x ′2＋9y ′2＝9，求曲线C 的方程，并画出图象．(2013·郑州调研)在同一平面直角坐标系中，经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2x y ′＝14y 后，曲线C 变为曲线x ′216＋4y ′2＝1，求曲线C 的方程并画出图形．【命题意图】 本题主要考查曲线与方程，以及平面直角坐标系中的伸缩变换． 【解】 设M (x ，y )是曲线C 上任意一点，变换后的点为M ′(x ′，y ′)．由⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2x ，y ′＝14y ，且M ′(x ′，y ′)在曲线x ′216＋4y ′2＝1上，得4x 216＋4y216＝1， ∴x 2＋y 2＝4.因此曲线C 的方程为x 2＋y 2＝4，表示以O (0,0)为圆心，以2为半径的圆(如图所示).1．点P (－1,2)关于点A (1，－2)的对称点坐标为( ) A ．(3,6) B ．(3，－6) C ．(2，－4) D ．(－2,4)【解析】 设对称点的坐标为(x ，y )， 则x －1＝2，且y ＋2＝－4， ∴x ＝3，且y ＝－6. 【答案】 B2．如何由正弦曲线y ＝sin x 经伸缩变换得到y ＝12sin 12x 的图象( )A ．将横坐标压缩为原来的12，纵坐标也压缩为原来的12B ．将横坐标压缩为原来的12，纵坐标伸长为原来的2倍C ．将横坐标伸长为原来的2倍，纵坐标也伸长为原来的2倍D ．将横坐标伸长为原来的2倍，纵坐标压缩为原来的12【解析】 y ＝sin x ――→横坐标伸长为原来的2倍y ＝sin 12x ――→纵坐标压缩为原来的12y ＝12sin 12x .故选D. 【答案】 D3．将点P (－2,2)变换为点P ′(－6,1)的伸缩变换公式为( ) A.⎩⎪⎨⎪⎧ x ′＝13x y ′＝2yB.⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝12x y ′＝3yC.⎩⎪⎨⎪⎧ x ′＝3x y ′＝12y D.⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝3x y ′＝2y【解析】 将⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝－6y ′＝1与⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－2y ＝2代入到公式φ：⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝λxy ′＝μy中，有⎩⎪⎨⎪⎧－6＝λ·－2，1＝μ·2，∴⎩⎪⎨⎪⎧λ＝3，μ＝12.【答案】 C4．将圆x 2＋y 2＝1经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝4x y ′＝3y 后的曲线方程为________．【解析】 由⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝4x ，y ′＝3y .得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x ′4，y ＝y ′3.代入到x 2＋y 2＝1，得x ′216＋y ′29＝1.∴变换后的曲线方程为x 216＋y 29＝1.【答案】x 216＋y 29＝1(时间40分钟，满分60分)一、选择题(每小题5分，共20分) 1．动点P 到直线x ＋y －4＝0的距离等于它到点M (2,2)的距离，则点P 的轨迹是( ) A ．直线 B ．椭圆 C ．双曲线 D ．抛物线【解析】 ∵M (2,2)在直线x ＋y －4＝0上，∴点P 的轨迹是过M 与直线x ＋y －4＝0垂直的直线． 【答案】 A2．若△ABC 三个顶点的坐标分别是A (1,2)，B (2,3)，C (3,1)，则△ABC 的形状为( ) A ．等腰三角形 B ．等边三角形 C ．直角三角形 D ．钝角三角形【解析】 |AB |＝2－12＋3－22＝2，|BC |＝3－22＋1－32＝5，|AC |＝3－12＋1－22＝5，|BC |＝|AC |≠|AB |，△ABC 为等腰三角形． 【答案】 A3．在同一平面直角坐标系中，将曲线y ＝13cos 2x 按伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2x y ′＝3y后为( )A ．y ＝cos xB ．y ＝3cos 12xC ．y ＝2cos 13xD ．y ＝12cos 3x【解析】 由⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2x ，y ′＝3y ，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x ′2，y ＝y ′3.代入y ＝13cos 2x ，得y ′3＝13cos x ′. ∴y ′＝cos x ′，即曲线y ＝cos x . 【答案】 A4．将直线x ＋y ＝1变换为直线2x ＋3y ＝6的一个伸缩变换为( )A.⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝3x y ′＝2y B.⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2xy ′＝3yC.⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝13x y ′＝12yD.⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝12x y ′＝13y【解析】 设伸缩变换为⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝λx ，y ′＝μy ，由(x ′，y ′)在直线2x ＋3y ＝6上，∴2x ′＋3y ′＝6，则2λx ＋3μy ＝6. 因此λ3x ＋μ2y ＝1，与x ＋y ＝1比较，∴λ3＝1且μ2＝1，故λ＝3且μ＝2. 所求的变换为⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝3x ，y ′＝2y .【答案】 A二、填空题(每小题5分，共10分)5．若点P (－2 012,2 013)经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝x2 013，y ′＝y2 012.后的点在曲线x ′y ′＝k 上，则k ＝________.【解析】∵P (－2 012,2 013)经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝x2 013，y ′＝y2 012，得⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝－2 0122 013，y ′＝2 0132 012.代入x ′y ′＝k ，得k ＝x ′y ′＝－1. 【答案】 －16．△ABC 中，若BC 的长度为4，中线AD 的长为3，则A 点的轨迹是________．【解析】 取B 、C 所在直线为x 轴，线段BC 的中垂线为y 轴，建立平面直角坐标系，则B (－2,0)、C (2,0)、D (0,0)．设A (x ，y )，则|AD |＝x 2＋y 2.注意到A 、B 、C 三点不能共线，化简即得轨迹方程：x 2＋y 2＝9(y ≠0)．【答案】 以BC 的中点为圆心，半径为3的圆(除去直线BC 与圆的两个交点) 三、解答题(每小题10分，共30分)7．在平面直角坐标系中，求下列方程所对应的图形经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝x 3，y ′＝y2后的图形．(1)x 2－y 2＝1；(2)x 29＋y 28＝1.【解】 由伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧ x ′＝x 3，y ′＝y2.得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3x ′，y ＝2y ′.①(1)将①代入x 2－y 2＝1得9x ′2－4y ′2＝1，因此，经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝x3，y ′＝y2后，双曲线x 2－y 2＝1变成双曲线9x ′2－4y ′2＝1，如图(1)所示．(2)将①代入x 29＋y 28＝1得x ′2＋y ′22＝1，因此，经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝x3，y ′＝y2后，椭圆x 29＋y 24＝1变成椭圆x 2＋y 22＝1，如图(2)所示．8．台风中心从A 地以20 km/h 的速度向东北方向移动，离台风中心30 km 内的地区为危险区，城市B 在A 地正东40 km 处．求城市B 处于危险区内的时间．【解】以A 为坐标原点，AB 所在直线为x 轴，建立平面直角坐标系，则B (40,0)，以点B 为圆心，30为半径的圆的方程为(x －40)2＋y 2＝302，台风中心移动到圆B 内时，城市B 处于危险区．台风中心移动的轨迹为直线y ＝x ，与圆B 相交于点M ，N ，点B 到直线y ＝x 的距离d ＝402＝20 2.求得|MN |＝2302－d 2＝20(km)，故|MN |20＝1，所以城市B 处于危险区的时间为1 h. 9.图1－1－1学校科技小组在计算机上模拟航天器变轨返回试验．设计方案如图1－1－1，航天器运行(按顺时针方向)的轨迹方程为x 2100＋y 225＝1，变轨(即航天器运行轨迹由椭圆变为抛物线)后返回的轨迹是以y 轴为对称轴，M (0，647)为顶点的抛物线的实线部分，降落点为D (8,0)，观测点A (4,0)，B (6,0)同时跟踪航天器．(1)求航天器变轨后的运行轨迹所在的曲线方程；(2)试问：当航天器在x 轴上方时，观测点A ，B 测得离航天器的距离分别为多少时，应向航天器发出变轨指令？【解】 (1)设曲线方程为y ＝ax 2＋647.因为D (8,0)在抛物线上，∴a ＝－17.∴曲线方程为y ＝－17x 2＋647.(2)设变轨点为C (x ，y )．根据题意可知⎩⎪⎨⎪⎧x 2100＋y 225＝1 ①y ＝－17x 2＋647 ②得4y 2－7y －36＝0， 解得y ＝4或y ＝－94(不合题意)．∴y ＝4.得x ＝6或x ＝－6(不合题意，舍去)．∴C 点的坐标为(6,4)．|AC |＝25，|BC |＝4.所以当观测点A 、B 测得离航天器的距离分别为25、4时，应向航天器发出变轨指令． 教师备选10．已知A (－1,0)，B (1,0)，圆C ：(x －3)2＋(y －4)2＝4，在圆C 上是否分别存在一点P ，使|PA |2＋|PB |2取得最小值与最大值？若存在，求出点P 的坐标及相应的最值；若不存在，请说明理由．【解】 假设圆C 上分别存在一点P 使|PA |2＋|PB |2取得最小值和最大值，则由三角形的中线与边长的关系式得|PA |2＋|PB |2＝2(|PO |2＋|AO |2)＝2|PO |2＋2，可见，当|PO |分别取得最小值和最大值时，相应地|PA |2＋|PB |2分别取得最小值与最大值．设直线OC 分别交圆C 于P 1，P 2，则|P 1O |最小，|P 2O |最大，如图所示．由已知条件得|OC |＝32＋42＝5，r ＝2， 于是|P 1O |＝|OC |－r ＝5－2＝3， |P 2O |＝|OC |＋r ＝5＋2＝7，所以|PA |2＋|PB |2的最小值为2×32＋2＝20，最大值为2×72＋2＝100. 下面求P 1，P 2的坐标：直线OC 的方程为y ＝43x ，由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝43x .x －32＋y －42＝4，消去y 并整理得25x 2－150x ＋9×21＝0， ∴(5x －9)(5x －21)＝0，解得x 1＝95，x 2＝215，∴⎩⎪⎨⎪⎧ x 1＝95，y 1＝125，或⎩⎪⎨⎪⎧x 2＝215，y 2＝285.9 5，125)，P2(215，285)为所求．∴P1(。
4-4平面直角坐标系教案
4-4第一讲： 平面直角坐标系1、了解用有序实数对确定点的位置，用方程刻画几何图形，体会坐标系的作用；2、了解在平面直角坐标系伸缩变换作用下平面图形的变化情况。
本节课首先通过实例让学生感受到建立适当的坐标系解决几何问题带来的方便，然后在三角函数图像变换的基础上了解坐标的伸缩变换。
“坐标法”是解析几何的始终，同学们在解决问题的过程中不断地体会“数形结合”的思想方法。
启发法、诱导发现教学法选修4-4平面直角坐标系是在学生原有知识的基础上进行拓展，通过本节课的学习学生感受到应用坐标系解决几何问题带来的方便并在三角函数图形变换的基础上理解坐标系的伸缩变换，对学生的知识进行了一定的拓展，并对数学的系统知识有了进一步的理解。
本节课的设计首先通过实例让学生感受到建立适当的坐标系解决几何问题带来的方便，然后在三角函数图像变换的基础上了解坐标的伸缩变换，并进行实例应用让学生对知识加以理解。
一、平面直角坐标系1、利用平面直角坐标系解决几何问题：例：已知平面上定点1F ,2F 且21F F =8，则满足21MF MF +=18的点的轨迹是（ ）。
练习：已知A 为定点，线段BC 在定直线l 上滑动，已知BC =4,点A 到直线l 的距离为3，求△ABC 的外心的轨迹方程。
x 2-6y+5=0例：已知△ABC 的两个顶点B(-2，0),C(2，0)，顶点A 在抛物线12+=x y 上移动， 求△ABC 的重心的轨迹方程。
3132+=x y二、平面直角坐标系中的伸缩变换：1、伸缩变换的定义：设点P(x,y)是平面直角坐标系中的任意一点，在变换⎩⎨⎧>=>=)0(')0('x μμλλϕy y x ：的作用下，点P((x,y)对应到点)',''y x P （称ϕ为平面直角坐标系中的伸缩变换，简称为伸缩变换。
2、伸缩变换中对λ，μ的理解：1）当λ>1时，横向拉伸变换，0<λ<1横向压缩变换；2）当μ>1时，纵向拉伸变换，0<μ<1纵向压缩变换。
《1.1.1 直角坐标系》教学案2
《1.1.1 直角坐标系》教学案2单元课题：坐标系本节课题：平面直角坐标系单元目标：理解坐标系的意义，坐标法解决几何问题的步骤，直角坐标和极坐标的应用本节目标：知识与技能：回顾在平面直角坐标系中刻画点的位置的方法过程与方法：体会坐标系的作用情感、态度与价值观：通过观察、探索、发现的创造性过程，培养创新意识教学重点：体会直角坐标系的作用教学难点：能够建立适当的直角坐标系,解决数学问题授课类型：新授课教学措施与方法：启发、诱导发现教学.教学过程：一、阅读教材P2—P4情境：为了确保宇宙飞船在预定的轨道上运行，并在按计划完成科学考察任务后，安全、准确的返回地球，从火箭升空的时刻开始，需要随时测定飞船在空中的位置机器运动的轨迹。
思考：GPS定位系统中声响定位问题：(2004年广东高考题)某中心接到其正东、正西、正北方向三个观测点的报告：正西、正北两个观测点同时听到一声巨响，正东观测点听到巨响的时间比其他两个观测点晚4s，已知各观测点到中心的距离都是1020m，试确定该巨响的位置。
（假定当时声音传播的速度为340m/s，各相关点均在同一平面上）问题1：如何刻画一个几何图形的位置？问题2：如何创建坐标系并解决上述问题？二、讲解新课：1、 建立坐标系是为了确定点的位置，因此，在所建的坐标系中应满足：任意一点都有确定的坐标与其对应；反之，依据一个点的坐标就能确定这个点的位置2、 确定点的位置就是求出这个点在设定的坐标系中的坐标3、通过对上述思考题解答总结出解决此类应用题的关键：（1）、建立平面直角坐标系（2）、设点（点与坐标的对应）（3）、列式（方程与坐标的对应）（4）、化简（5）、说明例1:已知△ABC 的三边a,b,c 满足2225b c a +=,BE,CF 分别为边AC,CF 上的中线，建立适当的平面直角坐标系探究BE 与CF 的位置关系。
解题心得：建系时，根据几何特点选择适当的直角坐标系。
1）如果图形有对称中心，可以选对称中心为坐标原点；2）如果图形有对称轴，可以选择对称轴为坐标轴；3）使图形上的特殊点尽可能多的在坐标轴上。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一讲坐标系
一平面直角坐标系
课题：1、平面直角坐标系
教学目的：
知识与技能：回顾在平面直角坐标系中刻画点的位置的方法
能力与与方法：体会坐标系的作用
情感、态度与价值观：通过观察、探索、发现的创造性过程，培养创新意识。
教学重点：体会直角坐标系的作用
教学难点：能够建立适当的直角坐标系,解决数学问题
授课类型：新授课
教学模式：启发、诱导发现教学.
教具：多媒体、实物投影仪
教学过程：
一、复习引入：
情境1：为了确保宇宙飞船在预定的轨道上运行，并在按计划完成科学考察任务后，安全、准确的返回地球，从火箭升空的时刻开始，需要随时测定飞船在空中的位置机器运动的轨迹。
情境2：运动会的开幕式上常常有大型团体操的表演，其中不断变化的背景图案是由看台上座位排列整齐的人群不断翻动手中的一本画布构成的。
要出现正确的背景图案，需要缺点不同的
画布所在的位置。
问题1：如何刻画一个几何图形的位置？
问题2：如何创建坐标系？
二、学生活动
学生回顾
刻画一个几何图形的位置，需要设定一个参照系
1、数轴它使直线上任一点P都可以由惟一的实数x确定
2、平面直角坐标系
在平面上，当取定两条互相垂直的直线的交点为原点，并确定了度量单位和这两条直线的方向，就建立了平面直角坐标系。
它使平面上任一点P都可以由惟一的实数对（x,y）确定
3、空间直角坐标系
在空间中，选择两两垂直且交于一点的三条直线，当取定这三条直线的交点为原点，并确定了度量单位和这三条直线方向，就建立了空间直角坐标系。
它使空间上任一点P都可以由惟一的实数对（x,y,z）确定
三、讲解新课：
1、建立坐标系是为了确定点的位置，因此，在所建的坐标系中应满足：
任意一点都有确定的坐标与其对应；反之，依据一个点的坐标就能确定这个点的位置
2、确定点的位置就是求出这个点在设定的坐标系中的坐标
四、数学运用
例1 选择适当的平面直角坐标系，表示边长为1的正六边形的顶点。
*变式训练
如何通过它们到点O的距离以及它们相对于点O的方位来刻画,即用”距离和方向”确定点的位置？
例2 已知B村位于A村的正西方1公里处,原计划经过B村沿着北偏东600的方向设一条地下管线m.但在A村的西北方向400米出,发现一古代文物遗址W.根据初步勘探的结果,文物管理部门将遗址
W 周围100米范围划为禁区.试问:埋设地下管线m 的计划需要修改吗?
*变式训练
1．一炮弹在某处爆炸,在A 处听到爆炸的时间比在B 处晚2s,已知A 、B 两地相距800米，并且此时的声速为340m/s,求曲线的方程
2．在面积为1的PMN ∆中，2tan ,2
1tan -=∠=∠MNP PMN ，建立适当的坐标系，求以M ，N 为焦点并过点P 的椭圆方程
例3 已知Q （a,b ）,分别按下列条件求出P 的坐标
（1）P 是点Q 关于点M （m,n ）的对称点
（2）P 是点Q 关于直线l:x-y+4=0的对称点（Q 不在直线1上）
*变式训练
用两种以上的方法证明：三角形的三条高线交于一点。
思考
通过平面变换可以把曲线14
)1(9)1(2
2=-++y x 变为中心在原点的单位圆，请求出该复合变换？
四、巩固与练习
五、小 结：本节课学习了以下内容：1．如何建立直角坐标系；
2．建标法的基本步骤；
3．什么时候需要建标。
五、课后作业：课本P14页 1，2，3，4
六、课后反思：
建标法，学生学习有印象，但没有主动建标的意识，说明学生数学学习缺乏系统性，需要加强训练。