平面直角坐標系是一種重要的數學工具,它可以幫助我們確定地理位置,是“數”與“形”之間的橋梁,還可以幫助我們直觀、形象、簡明地解決許多問題。在現實生活中還有多種坐標系,今天我們來簡單認識一下它們。
“菱形”坐標系
類似于平面直角坐標系,在平面內畫兩條原點重合、單位長度相同的數軸,但夾角非90°,仍然記這兩條數軸為x 軸、y軸;過每一刻度點分別畫平行于x 軸、y 軸的直線,每條相交的直線將平面分成若干個小菱形。這樣的坐標系稱為“菱形”坐標系。
如圖1,在“菱形”坐標系中,原點O 的坐標表示為(0,0),點A 的坐標表示為(4,0),點C 的坐標可表示為(-3,2)。同樣,我們能寫出圖中點B和點D 的坐標。
“圓”坐標系
畫一條水平數軸,以原點O 為圓心,過數軸上的每一刻度點畫同心圓,過原點O 按逆時針方向畫與數軸正半軸的角度分別為30°、60°、90°、120°、150°……330°的射線,這樣就建立了“圓”坐標系。
如圖2,在“圓”坐標系中,我們可以將點A、B、E的坐標分別表示為A(6,0°)、B(3,30°)、E(4,210°)。同樣,我們也能寫出圖中點C、D、F 的坐標和在圖中找到點G(6,120°)、H(2,300°)、I(4,135°)。
“三角形”坐標系
將一個等邊三角形的三條邊分成10等分,按順時針方向(圖中箭頭方向)標注端點及各等分點的序號0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10,將不同邊上序號和為10的兩點依次連接起來,這樣就建立了“三角形”坐標系。
如圖3,在“三角形”坐標系中,每一點的坐標用過這一點且平行(或重合)于原三角形三條邊的直線與三條邊交點的序號來表示(水平方向開始,按順時針方向),如點A的坐標可以表示為(2,5,3)。同樣,我們能寫出圖中點B、C 的坐標。觀察 A、B、C 三點的坐標,你有什么發(fā)現?
坐標系是為了描述物體的位置而建立的參考系,但它的作用遠不止于此。在未來的學習中我們會發(fā)現,通過坐標系中點的坐標表示,可以將代數問題與幾何問題互相轉化,從而解決問題。坐標系的應用,推動了微積分等現代數學的發(fā)展,我們必須掌握各種坐標系對點的位置的表述規(guī)則,才能科學地研究各種幾何對象的數學性質。
(作者單位:江蘇省鹽城市毓龍路實驗學校)