高中数学课件:平面直角坐标系中的伸缩变换
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选修4-4 §1.2平面直角坐标系中的伸缩变换〖知识网络建构〗1.一般地,由⎩⎨⎧kx = x',y = y'所确定的伸缩变换,是伸缩系数为k 向着y 轴的伸缩变换。
当k > 1时,表示伸长;当 k < 1时,表示压缩,即曲线上所有的点的纵坐标不变,横坐标变为原来的 k 倍。
这里P (x ,y)是变换前的点,P'(x',y')是变换后的点。
2.同样由 ⎩⎨⎧x = x',ky = y'所确定的伸缩变换是伸缩系数为k 向着x 轴的伸缩变换。
〖典例剖析〗【例1】:求下列点经过横坐标变为原来的2倍,纵坐标变为原来的3倍后的点的坐标: (1) (1,2); (2) (-2,-1). 【例1】解:(1)(2,6);(2)(-4,-3).【变式与拓展1】.点(2,-3)经过伸缩变换⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==y y x x 31'21'后的点的坐标是 ;解:变式1.(1,-1);【变式与拓展2】.点),(y x 经过伸缩变换⎪⎩⎪⎨⎧==yy x x 3'21'后的点的坐标是(-2,6),则=x ,=y ;解:变式2.2,4=-=y x【例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⎩⎨⎧==yy xx 3'2'后的图形:(1)032=+y x ;(2)122=+y x .【例2】解:(1)0''=+y x ;(2)19'4'22=+y x 〖能力训练〗1.点)1,2(π经过伸缩变换⎩⎨⎧==yy xx 3'2'后的点的坐标是 )3,(π; ; 2.点),(y x 经过伸缩变换⎩⎨⎧==yy xx 2'3'后的点的坐标是)4,3(-π,则=x x π=,=y 2y =-.3.曲线364922=+y x 经过伸缩变换⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==y y x x 31'21'后的曲线方程是 1''22=+y x .4.曲线C 经过伸缩变换⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==y y x x 21'31'后的曲线方程是36'9'422=-y x ,则曲线C 的方程是1''22=-y x .5.将点(2,3)变成点(3,2)的伸缩变换是(B )A.⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==y y x x 23'32' B.⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==y y x x 32'23' C.⎩⎨⎧==x y y x '' D.⎩⎨⎧-=+=1'1'y y x x6.将直线22=-y x 变成直线4''2=-y x 的伸缩变换是 ⎩⎨⎧==y y xx 4'' .7.在伸缩变换⎩⎨⎧==y y x x '2'与伸缩变换⎩⎨⎧==yy x x 2'2'的作用下,单位圆122=+y x 分别变成什么图形?解:在⎩⎨⎧==y y x x '2'的作用下,单位圆变成椭圆1'4'22=+y x ;在⎩⎨⎧==yy x x 2'2'的作用下,单位圆变成圆4''22=+y x ;8.为了得到函数R x x y ∈+=),63sin(2π的图像,只需将函数R x x y ∈=,sin 2的图像上所有的点(C )A.向左平移6π个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的31倍(纵坐标不变) B.向右平移6π个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的31倍(纵坐标不变)C.向左平移6π个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变) D.向右平移6π个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变)9.曲线)6sin(π+=x y 经过伸缩变换⎩⎨⎧==y y x x 2'3'后的曲线方程是 )63'sin(2'π+=x y ;10.将曲线0222=+-x y x 变成曲线0'4'16'22=+-x y x 的伸缩变换是 ⎪⎩⎪⎨⎧==y y x x 21'2' .11.函数()f x 的图像是将函数2log (1)x +的图像上各点的横坐标变为原来的13,纵坐标变为原来的12而得到的,则与()f x 的图像关于原点对称的图像的解析式是 。
二•平面直角坐标系中的伸缩
变换
(1)怎样由正弦曲线y=sinx得到曲线y=sin2x?思考:
在正弦曲线y二sinx上任取一点P(x,y),保持纵坐标不变,将横坐标x缩为原來的,就得到正弦曲线y=sin2x.
1
2
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:
坐标对应关系为:
X- X
y-y
通常把叫做平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。
餅警単线上任取一点P (x ,y ),保持横坐标x 不变,将纵坐标伸长为原来的3倍, 寸到曲线y=3sinxo 设点P (x,y )经变换得到点为P'(x :y‘)
通常把叫做角坐标系中的一个坐标伸长变换。
X-X
y-3y
(3)怎样由正弦曲线y=sinx得到曲线y=3sin2x?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.
1
2
设点P(x,y)经变换得到点为P'(x;y‘)
X- X
y-3y
通常把I叫做/劭角坐标系中的一个坐标伸缩变换。
定义:设P(x,y)是平面直角坐标系中任意一点,在变换
J x1 = (2 > 0)
ly' = ^y(“>o)
的作用下,点P(x,y)对应P'(x;yJ.称
为平面直角坐标系中的伸缩变换。
(1)
(2)把图形看成形的伸缩变换可以用坐标伸缩变换得到;
(3)在伸缩变换下,平面直角坐标系不变,在同一直角坐标系下进行伸缩变换。
例2、在平面直角坐标系中,求下列方程所
X— Y
对应的图形经过伸缩禦{,一后的图形。
y
=3y
(1)、2x + 3y = 0
(2)、x2 + y2=l
(2)、将(5)代Ax2 + .y2 =1,得到经过伸缩变换后的图形的方程是兰+兰=1
4 9
所以,经过伸缩变换八力后,甌2十2=]
变成椭圆—+ = 1
4 9
由上所述可以发现,在伸缩变换(4)下, 直线仍然变成直线,而圆可以变成椭圆。
思考:
在伸缩变换(4)下,椭圆是否可以变成圆? 抛物线、双曲线变成什么曲线?
练习:
1 •在直角坐标系中,求下列方程所对应的图形经过伸缩变换
X-X
y-3y
后的图形。
(1) 2x+3y=0; (2)x2+y2=1
2•在同一直角坐标系下,求满足下列图形的伸缩变换:曲线4x2+9y2=36变为曲线x,2+y,2=1 3•在同一直角坐标系下,经过伸缩变
换后,
曲线C变为x,2-9y,2 =1,求曲线C的方程并画出图形。
(
X'二3x
y-y
课堂小结:
(1)掌握平面直角坐标系中的伸缩变换。
作业:P8 4, 5
预习:极坐标系(书本PyP")。