(2017.1.1)4.3.1空间直角坐标系
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4.3.1 空间直角坐标系学案一.学习目标:通过具体情境,感受成立空间直角坐标系的必要性,了解空间直角坐标系,会用空间直角坐标系刻画点的位置.二.重点、难点:重点:难点:三.知识要点:1. 空间直角坐标系:从空间某一个定点O 引三条彼此垂直且有相同单位长度的数轴Ox 、Oy 、Oz ,如此的坐标系叫做空间直角坐标系O-xyz ,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,别离称为xOy 平面、yOz 平面、zOx 平面.2. 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,若中指指向z 轴的正方向,则称那个坐标系为右手直角坐标系.3. 空间直角坐标系中的坐标:对于空间任一点M ,作出M 点在三条坐标轴Ox 轴、Oy 轴、Oz 轴上的射影,若射影在相应数轴上的坐标依次为x 、y 、z ,则把有序实数组(x, y, z)叫做M 点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.4. 在xOy 平面上的点的竖坐标都是零,在yOz 平面上的点的横坐标都是零,在zOx 平面上的点的纵坐标都是零;在Ox 轴上的点的纵坐标、竖坐标都是零,在Oy 轴上的点的横坐标、竖坐标都是零,在Oz 轴上的点的横坐标、纵坐标都是零 四.自主探讨:(一)例题精讲: 【例1】在空间直角坐标系中,作出点M(6,-2, 4).解:点M 的位置可按如下步骤作出:先在x 轴上作出横坐标是6的点1M ,再将1M 沿与y 轴平行的方向向左移动2个单位取得点2M ,然后将2M 沿与z 轴平行的方向向上移动4个单位即得点M. M 点的位置如图所示.【例2】在长方体1111ABCD A B C D 中,AB=12,AD=8,1AA =5,试成立适当的空间直角坐标系,写出各极点的坐标.解:以A 为原点,射线AB 、AD 、1AA 别离为x 轴、y 轴、z 轴的正半轴,成立空间直角坐标系,则A(0,0,0)、B(12,0,0)、C(12,8,0)、D(0,8,0)、1A (0,0,5)、1B (12,0,5)、1C (12,8,5)、1D (0,8,5).【例3】已知正四棱锥P-ABCD 的底面边长为4,侧棱长为10,试成立适当的空间直角坐标系,写出各极点的坐标. 分析:先由条件求出正四棱锥的高,再按照正四棱锥的对称性,成立适当的空间直角坐标系. 解:正四棱锥P-ABCD 的底面边长为4,侧棱长为10,∴正四棱锥的高为223.以正四棱锥的底面中心为原点,平行于AB 、BC 所在的直线别离为x轴、y 轴,成立如图所示的空间直角坐标系,则正四棱锥各极点的坐标别离为A(2,-2,0)、B(2,2,0)、C(-2,2,0)、D(-2,-2,0)、P(0,0,223).点评:在求解此类问题时,关键是能按照已知图形,成立适当的空间直角坐标系,从而便于计算所需肯定的点的坐标. 1M 2M M (6,-2,4) O x yz6 2 4【例4】在空间直角坐标系中,求出通过A(2,3,1)且平行于坐标平面yOz 的平面α的方程.分析:求与坐标平面yOz 平行的平面的方程,即寻觅此平面内任一点所要知足的条件,可利用与坐标平面yOz 平行的平面内的点的特点来求解. 解:坐标平面yOz ⊥x 轴,而平面α与坐标平面yOz 平行,∴平面α也与x 轴垂直,∴平面α内的所有点在x 轴上的射影都是同一点,即平面α与x 轴的交点, ∴平面α内的所有点的横坐标都相等。