高中數(shù)學(xué) 第一章 第一節(jié) 平面直角坐標(biāo)系課件 新人教版選修4-4.ppt
平面直角坐標(biāo)系,問(wèn)題提出,1.平面直角坐標(biāo)系是溝通幾何與代數(shù)的橋梁,通過(guò)直角坐標(biāo)系,使平面上的點(diǎn)與坐標(biāo),曲線與方程,函數(shù)與圖象建立了對(duì)應(yīng)關(guān)系.選擇適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系,建立幾何對(duì)象的方程,再通過(guò)方程研究它的性質(zhì)及與其他幾何圖形的關(guān)系,這就是研究幾何問(wèn)題的坐標(biāo)法.,2.在平面直角坐標(biāo)系中,我們可以將幾何圖形進(jìn)行平移、伸縮,經(jīng)過(guò)伸縮變換后的曲線方程與原曲線方程有什么內(nèi)在聯(lián)系,是需要我們進(jìn)一步明確的問(wèn)題.,探究(一):坐標(biāo)法的基本思想,思考1:某信息中心O接到與之等距離,且位于正東A、正西B、正北C方向三個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的報(bào)告:正西、正北兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)同時(shí)聽(tīng)到一聲巨響,正東觀測(cè)點(diǎn)聽(tīng)到巨響的時(shí)間比它們晚4s,在幾何上如何確定發(fā)出巨響的點(diǎn)P的位置?,點(diǎn)P是線段BC 的中垂線l與以點(diǎn)A,B為焦點(diǎn)的一支雙曲線的交點(diǎn).,思考2:已知各觀測(cè)點(diǎn)到中心O的距離都是1020m,若具體確定點(diǎn)P的位置,可借助直角坐標(biāo)系解決,怎樣建立直角坐標(biāo)系才有利于運(yùn)算?,以信息中心O為原點(diǎn),直線BA為x軸.,思考3:在上述直角坐標(biāo)系中,直線l與雙曲線的方程分別是什么?,l :xy0,:,思考4:點(diǎn)P的坐標(biāo)是什么?用哪種方式指出響聲點(diǎn)P的位置更方便?,位置:西北方向距離中心 處.,思考5:一般地,用坐標(biāo)法解決幾何問(wèn)題的基本思路是什么?,建立直角坐標(biāo)系,求曲線方程,求相關(guān)數(shù)據(jù),回歸原幾何問(wèn)題.,探究(二):平面直角坐標(biāo)系中的伸縮變換,思考1:根據(jù)圖象變換原理,怎樣由正弦曲線ysinx得到曲線ysin2x?,圖象上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)不變,橫坐標(biāo)縮短 到原來(lái)的 倍.,思考2:這是一種壓縮變換,一般地,設(shè)點(diǎn)P(x,y)為平面直角坐標(biāo)系中任意一點(diǎn),保持縱坐標(biāo)不變,將橫坐標(biāo)縮短到原來(lái)的 ,得到點(diǎn)P(x,y),那么 x與x,y與y的關(guān)系如何?,思考3:根據(jù)圖象變換原理,怎樣由正弦曲線ysinx得到曲線y3sinx?,圖象上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)不變,縱坐標(biāo)伸長(zhǎng)到原來(lái)的3倍.,思考4:這是一種伸長(zhǎng)變換,一般地,設(shè)點(diǎn)P(x,y)為平面直角坐標(biāo)系中任意一點(diǎn),保持橫坐標(biāo)不變,將縱坐標(biāo)伸長(zhǎng)到原來(lái)的3倍,得到點(diǎn)P(x,y),那么x與x,y與y的關(guān)系如何?,思考5:根據(jù)圖象變換原理,怎樣由正弦曲線ysinx得到曲線y3sin2x?,圖象上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短到原來(lái)的 倍,縱坐標(biāo)伸長(zhǎng)到原來(lái)的3倍.,思考6:這是一種伸縮變換,一般地,設(shè)點(diǎn)P(x,y)為平面直角坐標(biāo)系中任意一點(diǎn),將橫坐標(biāo)縮短到原來(lái)的 ,縱坐標(biāo)伸長(zhǎng)到原來(lái)的3倍,得到點(diǎn)P(x,y),那么x與x,y與y的關(guān)系如何?,思考7:一般地,設(shè)點(diǎn)P(x,y)為平面直角坐標(biāo)系中任意一點(diǎn),在變換 (,0)的作用下,點(diǎn) P(x,y)對(duì)應(yīng)到點(diǎn)P(x,y),稱為平面直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)伸縮變換,簡(jiǎn)稱伸縮變換,如何根據(jù)和的取值來(lái)判斷所作變換是伸長(zhǎng)變換還是壓縮變換?,和大于1時(shí)是伸長(zhǎng)變換,和小于1時(shí)是壓縮變換.,思考8:在伸縮變換中,若,不同時(shí)為1,則共可產(chǎn)生多少種不同的伸縮變換類型?,有8種,理論遷移,例1 已知ABC的三邊a,b,c滿足 b2c25a2,點(diǎn)E,F(xiàn)分別為AC,AB的中點(diǎn),試推斷直線BE與CF的位置關(guān)系.,BECF,例2 如圖,圓O1和圓O2的半徑都為1,圓心距為4,過(guò)兩圓外的動(dòng)點(diǎn)P分別作兩圓的切線,切點(diǎn)分別為M,N,若|PM| |PN|,求點(diǎn)P的軌跡.,點(diǎn)P的軌跡是以點(diǎn)(6,0)為圓心, 為半 徑的一個(gè)圓.,例3 在平面直角坐標(biāo)系中,求下列 方程所對(duì)應(yīng)的圖形經(jīng)過(guò)伸縮變換 后的圖形. (1)2x3y0; (2)x2y21.,(1)變成直線xy0.,(2)變成橢圓 .,例4 求伸縮變換,使得曲線 4x29y236變成曲線x2y24.,例5 已知圓錐曲線C經(jīng)過(guò)伸縮變換 后,變成曲線x29y29, 求曲線C的離心率.,小結(jié)作業(yè),1.建立平面直角坐標(biāo)系,能將幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問(wèn)題來(lái)解決,這是坐標(biāo)法的核心思想.在同一個(gè)問(wèn)題中,直角坐標(biāo)系的選取是不唯一的,但選取不同的直角坐標(biāo)系對(duì)運(yùn)算量有一定的影響.,2.在建立平面直角坐標(biāo)系時(shí),如果圖形具有對(duì)稱性,一般取對(duì)稱中心為坐標(biāo)原點(diǎn),取對(duì)稱軸為坐標(biāo)軸,并盡可能使圖形上的特殊點(diǎn)在坐標(biāo)軸上,這能起到簡(jiǎn)化運(yùn)算的作用.,3.有些平面圖形經(jīng)過(guò)伸縮變換后,可以改變?cè)瓉?lái)的類型,如圓可以變成橢圓,橢圓可以變成圓;但有些平面圖形經(jīng)過(guò)伸縮變換后,不會(huì)改變?cè)瓉?lái)的類型,如直線仍變成直線,拋物線仍變成拋物線,雙曲線仍變成雙曲線.,4.在伸縮變換中,變換前方程中的變量用x,y表示,變換后方程中的變量用x,y表示,這樣可以避免新舊曲線相混淆.,