![平面直角坐标系:坐标方法的简单应用
一、用坐标表示地理位置
步骤:
建立坐标系:选择适当参照点为原点,确定 x 轴 (通常向东)、y 轴 (通常向北) 正方向
确定单位长度:根据实际问题设定合适的比例尺
描点标注:在坐标平面内画出各点,写出坐标和地点名称
要点:
原点选取要 "适当"(如区域中心或标志性地点),使计算简便
不同原点会导致同一地点坐标不同,但相对位置不变
** 例:** 以学校为原点,建立坐标系表示周边设施位置:
超市 (300, 0):表示在学校正东 300 米
医院 (-200, 150):表示在学校西 200 米,北 150 米
二、用坐标表示平移
1. 点的平移规律
平移方向 坐标变化 示例
向右 a 单位 x+a, y 不变 (2,3)→(5,3)
向左 a 单位 x-a, y 不变 (2,3)→(-1,3)
向上 b 单位 x 不变,y+b (2,3)→(2,5)
向下 b 单位 x 不变,y-b (2,3)→(2,1)
口诀:"左减右加 (横不变),上加下减 (纵不变)"
2. 图形的平移
图形整体平移时,所有顶点按相同规律变化
已知一对对应点坐标,可确定整个图形的平移方式
例:△ABC 顶点为 A (1,2)、B (3,4)、C (5,1),将其向右平移 2 个单位,再向下平移 1 个单位:
A'(1+2, 2-1)=(3,1)
B'(3+2, 4-1)=(5,3)
C'(5+2, 1-1)=(7,0)
三、用坐标表示对称点
1. 关于 x 轴对称
点 (a,b)→(a,-b)
** 特点:** 横坐标不变,纵坐标互为相反数
2. 关于 y 轴对称
点 (a,b)→(-a,b)
** 特点:** 纵坐标不变,横坐标互为相反数
3. 关于原点对称
点 (a,b)→(-a,-b)
** 特点:** 横、纵坐标均互为相反数
** 例:** 点 P (4,-3) 的对称点:
关于 x 轴:(4,3)
关于 y 轴:(-4,-3)
关于原点:(-4,3)
四、坐标计算:距离与中点
1. 两点间距离公式
点 A (x₁,y₁) 和 B (x₂,y₂) 的距离:
AB=√[(x₂-x₁)²+(y₂-y₁)²]
** 推导:** 利用勾股定理,构建直角三角形,两直角边分别为 | x₂-x₁| 和 | y₂-y₁|
** 例:**A (2,3)、B (5,7) 间距离:AB=√[(5-2)²+(7-3)²]=√[9+16]=√25=5
2. 中点坐标公式
A (x₁,y₁)、B (x₂,y₂) 的中点 M 坐标:
M ((x₁+x₂)/2, (y₁+y₂)/2)
** 例:**A (1,3)、B (5,7) 的中点 M:M ((1+5)/2, (3+7)/2)=(3,5)
五、坐标方法的实际应用
1. 地图定位
城市规划、旅游景点分布、物流配送路线等
通过经纬度确定地球上任意位置 (特殊的坐标系应用)
2. 几何图形计算
已知多边形顶点坐标,可求面积:
将多边形分割成三角形或矩形,计算各部分面积之和
或用 "矩形包围法":用矩形面积减去周围三角形面积
** 例:** 三角形顶点 A (0,0)、B (4,0)、C (2,3) 的面积:以 AB 为底,高为 3,面积 =½×4×3=6
3. 运动轨迹描述
物体移动路径可通过坐标变化直观展示
如:机器人行走、游戏角色移动等
** 例:** 一只蚂蚁从原点 (0,0) 出发,按 "上→右→下→右" 循环移动,每次 1 单位:
A₁(0,1)→A₂(1,1)→A₃(1,0)→A₄(2,0)→A₅(2,1)...
规律:A₄ₙ=(2n,0),如 A₂₀=(10,0)
总结:坐标方法的优势
数形结合:将几何问题转化为代数计算,直观且精确
统一标准:提供描述位置和运动的通用语言,便于交流和计算
广泛应用:从地图导航到机器人控制,从建筑设计到游戏开发,坐标方法无处不在](https://manimvideo.explanation.fun/video/cover/588043865726074881.png)
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平面直角坐标系:坐标方法的简单应用
一、用坐标表示地理位置
步骤:
建立坐标系:选择适当参照点为原点,确定 x 轴 (通常向东)、y 轴 (通常向北) 正方向
确定单位长度:根据实际问题设定合适的比例尺
描点标注:在坐标平面内画出各点,写出坐标和地点名称
要点:
原点选取要 "适当"(如区域中心或标志性地点),使计算简便
不同原点会导致同一地点坐标不同,但相对位置不变
** 例:** 以学校为原点,建立坐标系表示周边设施位置:
超市 (300, 0):表示在学校正东 300 米
医院 (-200, 150):表示在学校西 200 米,北 150 米
二、用坐标表示平移
1. 点的平移规律
平移方向 坐标变化 示例
向右 a 单位 x+a, y 不变 (2,3)→(5,3)
向左 a 单位 x-a, y 不变 (2,3)→(-1,3)
向上 b 单位 x 不变,y+b (2,3)→(2,5)
向下 b 单位 x 不变,y-b (2,3)→(2,1)
口诀:"左减右加 (横不变),上加下减 (纵不变)"
2. 图形的平移
图形整体平移时,所有顶点按相同规律变化
已知一对对应点坐标,可确定整个图形的平移方式
例:△ABC 顶点为 A (1,2)、B (3,4)、C (5,1),将其向右平移 2 个单位,再向下平移 1 个单位:
A'(1+2, 2-1)=(3,1)
B'(3+2, 4-1)=(5,3)
C'(5+2, 1-1)=(7,0)
三、用坐标表示对称点
1. 关于 x 轴对称
点 (a,b)→(a,-b)
** 特点:** 横坐标不变,纵坐标互为相反数
2. 关于 y 轴对称
点 (a,b)→(-a,b)
** 特点:** 纵坐标不变,横坐标互为相反数
3. 关于原点对称
点 (a,b)→(-a,-b)
** 特点:** 横、纵坐标均互为相反数
** 例:** 点 P (4,-3) 的对称点:
关于 x 轴:(4,3)
关于 y 轴:(-4,-3)
关于原点:(-4,3)
四、坐标计算:距离与中点
1. 两点间距离公式
点 A (x₁,y₁) 和 B (x₂,y₂) 的距离:
AB=√[(x₂-x₁)²+(y₂-y₁)²]
** 推导:** 利用勾股定理,构建直角三角形,两直角边分别为 | x₂-x₁| 和 | y₂-y₁|
** 例:**A (2,3)、B (5,7) 间距离:AB=√[(5-2)²+(7-3)²]=√[9+16]=√25=5
2. 中点坐标公式
A (x₁,y₁)、B (x₂,y₂) 的中点 M 坐标:
M ((x₁+x₂)/2, (y₁+y₂)/2)
** 例:**A (1,3)、B (5,7) 的中点 M:M ((1+5)/2, (3+7)/2)=(3,5)
五、坐标方法的实际应用
1. 地图定位
城市规划、旅游景点分布、物流配送路线等
通过经纬度确定地球上任意位置 (特殊的坐标系应用)
2. 几何图形计算
已知多边形顶点坐标,可求面积:
将多边形分割成三角形或矩形,计算各部分面积之和
或用 "矩形包围法":用矩形面积减去周围三角形面积
** 例:** 三角形顶点 A (0,0)、B (4,0)、C (2,3) 的面积:以 AB 为底,高为 3,面积 =½×4×3=6
3. 运动轨迹描述
物体移动路径可通过坐标变化直观展示
如:机器人行走、游戏角色移动等
** 例:** 一只蚂蚁从原点 (0,0) 出发,按 "上→右→下→右" 循环移动,每次 1 单位:
A₁(0,1)→A₂(1,1)→A₃(1,0)→A₄(2,0)→A₅(2,1)...
规律:A₄ₙ=(2n,0),如 A₂₀=(10,0)
总结:坐标方法的优势
数形结合:将几何问题转化为代数计算,直观且精确
统一标准:提供描述位置和运动的通用语言,便于交流和计算
广泛应用:从地图导航到机器人控制,从建筑设计到游戏开发,坐标方法无处不在

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七年级数学 / 平面直角坐标系 / 用坐标描述平面内点的位置
本小节的核心是掌握平面直角坐标系的构成,并能通过有序数对精准描述平面内任意点的位置,同时理解不同区域内点的坐标特征。
一、平面直角坐标系的基本构成
平面直角坐标系是由两条互相垂直且有公共原点的数轴组成的,具体要素如下:
数轴
横轴:水平方向的数轴,称为 x 轴(或横轴),通常规定向右为正方向。
纵轴:竖直方向的数轴,称为 y 轴(或纵轴),通常规定向上为正方向。
原点:x 轴与 y 轴的公共交点,记作 O,其坐标为
(0,0)
。
象限:x 轴和 y 轴将平面分成四个区域,按逆时针方向依次为第一象限、第二象限、第三象限、第四象限(坐标轴上的点不属于任何象限)。
二、用坐标描述点的位置的方法
平面内任意一点的位置都可以用有序数对
(x,y)
来表示,这个有序数对称为该点的坐标,具体确定步骤如下:
过该点作x 轴的垂线,垂足在 x 轴上对应的数即为该点的横坐标(记为 x);
过该点作y 轴的垂线,垂足在 y 轴上对应的数即为该点的纵坐标(记为 y);
按 “横坐标在前,纵坐标在后” 的顺序写成有序数对
(x,y)
,即可描述该点的位置。
例:若点 A 到 x 轴的垂线对应 x 轴上的数 3,到 y 轴的垂线对应 y 轴上的数 2,则点 A 的坐标为
(3,2)
。
三、不同区域内点的坐标特征
根据坐标的符号,可快速判断点所在的区域,具体特征如下:
点的位置 横坐标 (x) 符号 纵坐标 (y) 符号 示例
第一象限 正 正
(2,3)
第二象限 负 正
(−2,3)
第三象限 负 负
(−2,−3)
第四象限 正 负
(2,−3)
x 轴上 任意实数 0
(5,0)
、
(−3,0)
y 轴上 0 任意实数
(0,5)
、
(0,−3)
原点 0 0
(0,0)
四、易错点提醒
坐标是有序数对,横坐标和纵坐标的顺序不能颠倒,例如
(3,2)
和
(2,3)
表示平面内两个不同的点;
坐标轴上的点不属于任何象限,需注意区分 “象限内的点” 和 “坐标轴上的点” 的坐标差异。