文/柏黎平
平面直角坐標系是溝通代數和幾何知識的重要橋梁,在初中數學學習中具有重要意義。同學們在解決圖形與坐標的相關問題時,往往會因為兩者比較抽象的對應關系,出現(xiàn)各種各樣的錯誤。為避免出現(xiàn)類似的錯誤,我們在做題時,要多動手畫圖,讓圖形來幫助我們解題和思考。
例1 在平面直角坐標系中,若點P(m-3,1-m)在第三象限,求m的取值范圍。
【錯因分析】出錯的原因是對象限的概念和象限內點的特征掌握不到位,甚至僅憑記憶來解題。同學們在解決此類問題時最好在紙上簡單畫一下各象限的示意圖,強化對各象限點的符號特點的認識。當然,我們若能做到“紙上無圖,心中有圖”就更好了。
例2 已知,在平面直角坐標系中,點P(x-1,3x-2),且點P到x軸的距離為7,求點P的坐標。
【錯解1】由題意得x-1=7,解得x=8。
∴3x-2=22。∴點P的坐標為(7,22)。
【錯解2】由題意得3x-2=7,解得x=3。
∴x-1=2?!帱cP的坐標為(2,7)。
【錯因分析】錯解1 誤認為在平面直角坐標系中,點到x軸的距離為該點的橫坐標;錯解2 雖然知道點到x軸的距離是該點的縱坐標,但沒有意識到平面內到x軸的距離等于7的點有兩個。同學們在做這類題時,若能及時畫出平面直角坐標系,根據題意嘗試在平面內畫出點P并標注距離,就能發(fā)現(xiàn)到坐標軸距離和橫縱坐標的對應關系,從而避免上述錯誤。
綜上所述,點P的坐標為(2,7)或(-,-7)。
例3 已知在平面直角坐標系中,點M的坐標為(-3,-2),將點M關于y軸作軸對稱變換后,再向上平移3 個單位,變換后對應點N的坐標為(a+b,1-b),求a、b的值。
【錯因分析】不少同學在遇到圖形(點)的位置變換時,喜歡利用一些口訣(或公式)計算圖形(點)的坐標變化,從而不畫圖快速解決此類問題。但此類方法有較大弊端,在口訣多了或時間久了之后容易產生混淆和錯亂。比如本題做錯的原因大概率為記錯“關于y軸對稱點的坐標變化特征”。同學們在解題時還是要按題意認真畫圖,用圖形幫助思考,相信有了圖1的幫助,就不會發(fā)生上述錯誤了。
圖1
例4 已知平面直角坐標系中,點P坐標為(2a-1,a+4),且點P在兩坐標軸夾角的角平分線上,求點P的坐標。
【錯解】如圖2,已知點P在x軸和y軸夾角平分線上,則點P到x軸和y軸的距離相等,即點P的橫縱坐標相等,∴2a-1=a+4,解得a=5?!帱cP的坐標為(9,9)。
圖2
【錯因分析】兩坐標軸的夾角平分線共有4 條,分別是四個象限中的x軸和y軸夾角平分線。因此,錯解僅考慮第一象限的情況是不周全的。當問題條件指代不清時,我們就要分類討論。
【正解】由題意分兩種情況討論:
①當點P在一、三象限夾角平分線上時,點P的橫、縱坐標相等,此時2a-1=a+4,解得a=5?!帱cP的坐標為(9,9)。
②當點P在二、四象限夾角平分線上時,點P的橫、縱坐標互為相反數,此時(2a-1)+(a+4)=0,解得a=-1?!帱cP的坐標為(-3,3)。
綜上所述,點P的坐標為(9,9)或(-3,3)。
在平面直角坐標系中,坐標(實數對)的數量變化與圖形的位置變化是相對應的,數量的變化必然導致圖形的位置變化,反之亦然。同學們在解決圖形與坐標的有關問題時,既要從坐標的數量變化上考慮,也要多畫圖,從圖形變化角度研究問題,利用數形結合思想,更好地解決問題。