名师彻底讲透初等函数(5)平面上的直角坐标系

百科漫谈课程 2024-03-14 17:45:26
§2.5 平面上的直角坐标系

在习题2.4里,我们曾经看到在函数 y =x²中,当自变量x在定义域里取一个确定的值的时候, y 都有一个确定的值和它对应,这样我们就得到了一对对的数,(-2,4),(-3/2,9/4),(-1,1),..….(括号里前面的一个数表示x的值,后面的一个数表示y的值)这里的各对实数可以用列表的方法,把它们表示出来。

表格

在学习实数的时候,我们知道任何一个实数,都可以用数轴上的一个而且只有一个点来表示;反过来,数轴上的一个点,都表示着一个而且只有一个实数。这也就是说,数轴上的点和实数可以建立起一一对应的关系。现在,我们来研究怎样把上面所说的这样一对实数( x , y ),用平面上的一个点表示出来。

①平面上的直角坐标系 我们取两条数轴 X'X 和 Y'Y ①,分别用来表示数x和数y .把用来表示数 x 的数轴 X'X 放在水平的位置,它的正方向指向右方;把用来表示数y的数轴Y'Y 放在和X'X 垂直的位置,它的正方向指向上方,并且它的原点和X'X的原点重合(图2.5)。这两条互相垂直的数轴合在一起,叫做平面上的直角坐标系,或者简称坐标系; X'X叫做横轴,或者 x 轴; Y'Y 叫做纵轴,或者 y 轴.

图2.5

②用直角坐标系的点来表示一对实数 有了直角坐标系以后,我们就可以把排好了顺序的一对实数( x , y )用坐标系里唯一的点表示出来。例如,如果我们要表示一对实数(2,4),可以先在x轴上找出表示数2的点 M ,在 y 轴上找出表示数4的点 N 。过 M 作平行于 Y ' Y 的直线,过 N 作平行于 X ' X 的直线,它们相交于一点 P (图2.6)。这个点就表示

①在一般情况下,这两条数轴取相同的长度线段做长度单位。在图上,也可以在横轴的箭头处记上 x ,纵轴的箭头处记上 y 来代替 X'X 和 Y'Y 。

了这一对实数,我们把它记作 P (2,4)。

一般地,如果要找出坐标系里的一个点 P 来表示一对实数( x , y ),可以先在x轴上找出表示数x的点 M ,在 y 轴上找出表示数 y 的点N.过M和N分别作平行于 Y ' Y 和 X ' X 的直线,它们的交点就是所要找的P点,记作P(x,y). 我们把x叫做 P点的横坐标,y 叫做 P 点的纵坐标,合起来叫做 P 点的坐标。

注意 在P(x,y)中,括号里写在前面的一个数表示它的横坐标,写在后面的一个数表示它的纵坐标。

例1 在坐标系里作出表示下列各对实数的点。

【解】

说明 在找表示一对实数(2,0)的点时,过 x 轴上表示数2的点,和 y 轴上表示数0的点所作平行于Y'Y和X'X的直线的交点,就在x轴上.所以E点就是 x轴上表示数2的点。同样,可以找出其他三个点 F , G , H .

例2. 把第91页上表格里的各对实数(x,y)用坐标系里的点表示出来。

【解】

注 1. 在这个题目里, y没有负数的值,画 y 轴时,在 x 轴下边只要保留很短的一段就可以了。

2.为了画图的方便,可以利用印好的坐标纸。

③用一对实数表示坐标系里的一个点 把上面所说的步骤反过来,我们就可以把坐标系里的一个点,用一对排好顺序的实数表示出来。例如,要找出图2·6里 P 点的坐标,我们只要从 P 点作平行于 Y'Y 的直线,交 X'X 于 M ;从 P 点作平行于 X'X 的直线,交 Y'Y 于 N .那末在x轴上表示点 M 的数2,就是 P 点的横坐标,在 y 轴上表示点 N 的数4,就是 P 点的纵坐标。由此得到 P 点的坐标是(2,4)。

例3.写出下图(图2·9)中各点的坐标。

图2.9

【解]

A (3,0), B (3.5,0),

C (-2,0), D (0,-3),

E (2,2), F (-1,1),

G (-3,-2), H (2.5,-1).

注意 写出坐标时,一定要把横坐标写在前面,纵坐标写在后面,中间用","分开,并且要加上括号。

④象限 在例3中,我们看到一个点如果在∠XOY 的内部,它的横坐标和纵坐标都是正数;在∠YOX'的内部,横坐标是负数,而纵坐标是正数;在∠X'OY'的内部,横坐标和纵坐标都是负数;在∠Y'OX 的内部,横坐标是正数,而纵坐标是负数.

为了叙述的方便,今后我们将把由x轴和y轴所分成的这四个平面部分,就是∠XOY, ∠YOX',∠X'OY'和∠Y'OX的内部顺次地叫做第一象限、第二象限、第三象限和第四象限.

这样,我们就可以从坐标系里点所在的象限,确定它的横坐标和纵坐标的符号;反过来,也可以从横坐标和纵坐标的符号,来确定它所对应的点所在的象限。

表格

从例1和例3中做过的例子,我们还容易看到,如果一点在坐标轴上,那末它的坐标中就有一个数是0,反过来也对.特别是,原点的坐标是(0,0).

习题2.5

1. 在直角坐标系里,画出表示下列各对实数的点。

[提示:遇到无理数,可以先求出它的一个近似值,例如π≈3.1,√2≈1.4再做.]

2. 写出下图中各点的坐标。

[提示:这里 E 点不恰巧在方格的顶点上,可以只写出它的坐标用一位小数表示的近似值.]

3.已知 y =x³,填写下面的表,然后把得到的每一对实数在坐标系里表示出来.

上期链接

https://m.toutiao.com/is/iLdHk6Xm/ - 名师彻底讲透初等函数(3)函数 的定义域 - 今日头条https://m.toutiao.com/is/iLjuhjhD/ - 名师彻底讲透初等函数(4)函数的值 - 今日头条

下期预告:§2·6函数关系的表示法

在前面几节里,我们所遇到的函数 y=f(x)中, f(x)都是用一个数学式子来表示的。但是表示两个变量间的函数关系,却不限于这种方法。下面我们介绍几种常用的方法.

......

读到象限的内容时,大家是否想到了学习三角函数的时候,数学老师常说的一句话:奇变偶不变,符号看象限。

科学尚未普及,媒体还需努力。感谢阅读,再见。

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