Класс 8 → Координированная геометрия ↓
Декартова плоскость
Декартова плоскость – это фундаментальная концепция в координатной геометрии, которая является неотъемлемой частью математики. Это двумерная плоскость, образованная пересечением вертикальной линии, называемой осью y, и горизонтальной линии, называемой осью x. Эти две оси делят плоскость на четыре квадранта. Каждая точка на декартовой плоскости задается парой числовых координат, которые представляют собой расстояния до точки от двух пересекающихся перпендикулярных осей.
Понимание осей
Декартова плоскость состоит из двух числовых линий, расположенных перпендикулярно друг другу:
- ось x (горизонтальная линия): Линия, которая простирается слева направо. Положительные числа лежат справа от начала координат, а отрицательные – слева.
- ось y (вертикальная линия): Линия, которая идет сверху вниз. Положительные числа находятся выше начала координат, а отрицательные – ниже.
Координаты
Каждая точка на плоскости представлена парой чисел в скобках: (x, y)
. Здесь x
– это расстояние от оси y, а y
– это расстояние от оси x. Эти числа известны как координаты. В математике они называются соответственно x-координата или абсцисса и y-координата или ордината.
Например, точка (3, 2)
находится на 3 единицы вправо от оси y и на 2 единицы выше оси x. В свою очередь, точка (-4, -3)
на 4 единицы влево от оси y и на 2 единицы выше оси x. Она расположена на 3 единицы ниже оси.
Четыре квадранта
Декартова плоскость делится на четыре квадранта:
- Квадрант I: Оба координаты
x
иy
положительные. Пример:(3, 4)
- Квадрант II:
x
отрицателен, аy
положителен. Пример:(-3, 4)
- Квадрант III: Оба координаты
x
иy
отрицательные. Пример:(-3, -4)
- Четвертый квадрант:
x
положителен, аy
отрицателен. Пример:(3, -4)
Построение точек на декартовой плоскости
Чтобы начертить точку на декартовой плоскости, вы начинаете с начала (0,0)
. Затем двигайтесь по горизонтали до значения x
точки и по вертикали до значения y
.
Давайте отметим точку (4, 3)
:
- Начните с начала
(0,0)
. - Переместитесь на 4 единицы вправо вдоль оси x.
- Переместитесь на 3 единицы вверх вдоль оси y.
Производство
Точка, где ось x и ось y пересекаются, называется началом координат. Ее координаты (0, 0)
. Начало служит точкой отсчета для всех остальных точек на плоскости.
Применение декартовой плоскости
Декартова плоскость находит множество практических применений как в повседневной жизни, так и в науке.
Математика
В математике декартова плоскость используется для визуализации и решения уравнений. Например, уравнение прямой y = mx + b
может быть изображено на декартовой плоскости, где m
– это наклон, a b
– перпендикуляр к пересечению с осью y.
Примеры из реальной жизни
- География: Картографирование мест с использованием широты и долготы.
- Архитектура: Проектирование зданий и сооружений с точными размерами.
- Навигация: Системы GPS используют координатную геометрию для определения местоположений.
Линии и кривые на декартовой плоскости
Декартова плоскость также может быть использована для построения сложных фигур и анализа геометрических объектов. Рассмотрим некоторые из следующих примеров:
Линейные уравнения
Линейные уравнения, такие как y = 2x + 1
, могут быть явно представлены на декартовой плоскости. Вот график такой линии:
Кривые
Не все уравнения приводят к прямым линиям. Кривые, такие как окружности и параболы, также обычно изображаются на декартовой плоскости.
Решение задач
Давайте решим простую задачу с использованием декартовой плоскости.
Пример задачи
Вам даны две точки A(3, 4)
и B(7, 8)
. Найдите середину отрезка, соединяющего эти точки.
Решение
Чтобы найти середину M(x, y)
между двумя точками A(x1, y1)
и B(x2, y2)
, используйте формулу:
M(x, y) = ((x1 + x2)/2, (y1 + y2)/2)
Подставьте данные значения:
M(x, y) = ((3 + 7)/2, (4 + 8)/2) = (5, 6)
Таким образом, середина отрезка – это (5, 6)
.
Заключение
Понимание декартовой плоскости важно для всех, кто изучает координатную геометрию. Плоскость является не только инструментом для визуализации математических концепций, но и важна во многих практических применениях. Освоив построение точек и создание координатных графиков, вы лучше поймете декартову плоскость. Чем больше вы будете привыкать к интерпретации чисел, тем более доступными и решаемыми станут многие математические задачи.