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4.3 空间直角坐标系,1,问题引入,1数轴Ox上的点M,用代数的方法怎样表示呢?,2直角坐标平面上的点M,怎样表示呢?,数轴Ox上的点M,可用与它对应的实数x表示;,直角坐标平面上的点M,可用一对有序实数(x,y)表示,x,(x,y),问题,2,问题引入,3怎样确切的表示室内灯泡的位置?,问题,3,1. 如图, 是单位正方体以O为原点,分别以射线OA,OC, 的方向为正方向,以线段OA,OC, 的长为单位长,建立三条数轴:x轴、y 轴、z 轴这时我们说建立了一个空间直角坐标系 ,其中点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,一、空间直角坐标系,4,面,面,面,空间直角坐标系共有八个卦限,2.空间直角坐标系的划分,5,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.右手直角坐标系,O,x,y,z,1,1,1,6,方法一: 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,4.空间直角坐标系下点M的坐标,M,O,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),7,P,M,Q,O,M,R,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叫做点M的横坐标,y叫做点M的纵坐标,z叫做点M的竖坐标,8,M0,x,y,z,方法二:过M点作xy面的垂线,垂足为M0点。点M0在坐标系xOy中的坐标x、y依次是M点的x坐标、y坐标。再过M点作z轴的垂线,垂足M1在z轴上的坐标z就是M点的z坐标。,M点坐标为 (x,y,z),M1,9,OABCABCD是单位正方体以O为原点,分别以射线OA,OC, OD的方向为正方向,以线段OA,OC, OD的长为单位长,建立空间直角坐标系Oxyz试说出正方体的各个顶点的坐标并指出哪些点在坐标轴上,哪些点在坐标平面上,练一练,(0,0,0),(1,0,0),(1,1,0),(0,1,0),(1,0,1),(1,1,1),(0,1,1),(0,0,1),10,小提示:坐标轴上的点至少有两个坐标等于0;坐标面上的点至少有一个坐标等于0。,(0,0,0),(x,0,0),(0,y,0),(0,0,z),(x,y,0),(0,y,z),(x,0,z),5 特殊位置的点的坐标,11,例1 如下图,在长方体 中, , , 写出四点D,C,A,B的坐标,解: 在z 轴上,且 ,它的竖坐标是2;它的横坐标x与纵坐标y都是零,所以点 的坐标是(0,0,2) 点C 在y 轴上,且 ,它的纵坐标是4;它的横坐标x与竖坐标z 都是零,所以点C的坐标是(0,4,0) 同理,点 的坐标是(3,0,2),典型例题,12,例1 如下图,在长方体 中, , , 写出四点D,C,A,B的坐标,典型例题,解:点B在平面上的射影是B,因此它的横坐标x与纵坐标y同点B的横坐标x与纵坐标y 相同在xOy平面上,点B 横坐标x=3,纵坐标y=4;点B在z轴上的射影是D,它的竖坐标与点D的竖坐标相同,点D的竖坐标z=2 所以点B的坐标是(3,4,2),13,已知平面上两点P1(x1,y1), P2(x2,y2),如何求P1 P2的距离| P1 P2 |呢?,两点间的距离,Q,(x2,y1),14,二、空间两点间的距离,15,特殊地:若两点分别为,二、空间两点间的距离,16,解,设P点坐标为,所求点为,17,18,19,20,21,
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