高中数学课件空间直角坐标系.ppt
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1、4.3空间直角坐标系空间直角坐标系1.1.通通过过具体情境具体情境,感受建立空感受建立空间间直角坐直角坐标标系的必要性系的必要性.2.2.了解空了解空间间直角坐直角坐标标系的建系方法系的建系方法,会用空会用空间间直角坐直角坐标标系刻画系刻画点的位置点的位置,能在空能在空间间直角坐直角坐标标系中求出点的坐系中求出点的坐标标.3.3.感受感受类类比思想在探索新知比思想在探索新知识过识过程中的作用程中的作用.1.1.空空间间直角坐直角坐标标系系(1)(1)空空间间直角坐直角坐标标系的要求:系的要求:三条三条轴轴两两两两_;_;三条三条轴轴两两两两_;_;有有_的的单单位位长长度度.相交相交垂直垂直相
2、同相同(2)(2)空空间间直角坐直角坐标标系的构成要素:系的构成要素:原点:原点原点:原点O;O;坐坐标轴标轴:_轴轴,_,_轴轴,_,_轴轴;坐坐标标平面:平面:_平面平面,_,_平面平面,_,_平面平面.(3)(3)右手直角坐右手直角坐标标系的要求:系的要求:右手拇指指向右手拇指指向x x轴轴的正方向的正方向;右手食指指向右手食指指向y y轴轴的正方向的正方向;右手中指指向右手中指指向z z轴轴的正方向的正方向.x xy yz zxOyxOyyOzyOzxOzxOz2.2.空间一点的坐标空间一点的坐标空间一点空间一点M M 有序实数组有序实数组(x,y,z).(x,y,z).其中其中_称为
3、横坐标,称为横坐标,_称为纵坐标,称为纵坐标,_称为竖坐标称为竖坐标.x xy yz z1.“1.“判一判判一判”理清知理清知识识的疑惑点的疑惑点(正确的打正确的打“”“”,错误错误的打的打“”).”).(1)(1)平面直角坐平面直角坐标标系中的两坐系中的两坐标轴标轴把平面分成四部分把平面分成四部分,空空间间直直角坐角坐标标系中的三个坐系中的三个坐标标平面把空平面把空间间分成六部分分成六部分.(.()(2)(2)在平面上画空在平面上画空间间直角坐直角坐标标系系时时,xOy=135,yOz=90.,xOy=135,yOz=90.()(3)(3)给给定空定空间间直角坐直角坐标标系系,空空间间任意一
4、点与有序任意一点与有序实实数数组组(x,y,z)(x,y,z)之之间间存在唯一的存在唯一的对应对应关系关系.(.()(4)(4)右手直角坐右手直角坐标标系是指系是指x x轴轴正半正半轴轴向右方向的坐向右方向的坐标标系系.(.()提示:提示:(1)(1)错误错误.空间直角坐标系中的三个坐标平面把空间分空间直角坐标系中的三个坐标平面把空间分成八部分成八部分.(2)(2)正确正确.这是空间直角坐标系的常用画法这是空间直角坐标系的常用画法.(3)(3)正确正确.这是空间直角坐标系的作用这是空间直角坐标系的作用.(4)(4)错误错误.在空间直角坐标系中在空间直角坐标系中,对三条坐标轴的方向作如下约对三条
5、坐标轴的方向作如下约定:伸出右手定:伸出右手,拇指指向拇指指向x x轴正方向轴正方向,食指指向食指指向y y轴正方向轴正方向,中指中指指向指向z z轴正方向轴正方向,即建立右手直角坐标系即建立右手直角坐标系,故此说法是错误的故此说法是错误的.答案:答案:(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)2.“2.“练练一一练练”尝试尝试知知识识的的应应用点用点(请请把正确的答案写在横把正确的答案写在横线线上上).).(1)(1)点点M(2,0,0)M(2,0,0)所在的位置是所在的位置是.(2)(2)已知已知A(2,0,3),B(-2,0,-1),A(2,0,3),B(-2,0,-1),则则AB
6、AB的中点坐的中点坐标标是是.(3)z(3)z轴轴上的点的坐上的点的坐标标的特点是的特点是.【解析解析】(1)(1)由于点由于点M M的横坐标为的横坐标为2 2,纵坐标与竖坐标均为,纵坐标与竖坐标均为0 0,因此点因此点M M位于位于x x轴的正半轴上轴的正半轴上.答案:答案:x x轴的正半轴上轴的正半轴上(2)(2)设设ABAB的中点为的中点为P(x,y,z)P(x,y,z),则由中点坐标公式知,则由中点坐标公式知答案:答案:(0,0,1)(0,0,1)(3)z(3)z轴上的点的共同特点是横、纵坐标都为轴上的点的共同特点是横、纵坐标都为0.0.答案:答案:横、纵坐标都是横、纵坐标都是0 0空
7、空间间直角坐直角坐标标系及其点的坐系及其点的坐标标根据空根据空间间直角坐直角坐标标系的相关知系的相关知识识,探究下列探究下列问题问题:探究探究1 1:空:空间间直角坐直角坐标标系的建系不同系的建系不同,点的坐点的坐标标相同相同吗吗?提示:提示:建立坐标系是解题的关键建立坐标系是解题的关键,坐标系建立的不同坐标系建立的不同,点的坐点的坐标也不同标也不同,但点的相对位置是不变的但点的相对位置是不变的,坐标系的不同也会引起坐标系的不同也会引起解题过程的难易程度不同解题过程的难易程度不同,因此解题时要慎重建立空间直角坐因此解题时要慎重建立空间直角坐标系标系.探究探究2 2:在:在给给定空定空间间直角坐
8、直角坐标标系下系下,如何确定空如何确定空间间一点一点P P的坐的坐标标?提示:提示:过点过点P P作平面作平面xOyxOy的垂线的垂线,垂垂足为足为Q,Q,在平面在平面xOyxOy内过点内过点Q Q分别作分别作x x轴轴,y,y轴的垂线确定点轴的垂线确定点P P的横坐标的横坐标,纵坐标纵坐标,再过点再过点P P作平行于作平行于OQOQ的直的直线线PMPM交交z z轴于点轴于点M,M,确定点确定点P P的竖坐标的竖坐标.探究探究3 3:设设点点M M的坐的坐标为标为(a,b,c),(a,b,c),过过点点M M分分别别作作xOyxOy平面平面,yOzyOz平面平面,xOz,xOz平面的垂平面的垂
9、线线,那么三个垂足的坐那么三个垂足的坐标标分分别别如何如何?提示:提示:分别是分别是(a,b,0),(0,b,c),(a,0,c).(a,b,0),(0,b,c),(a,0,c).【探究提升探究提升】1.1.对空间点的坐标的三点说明对空间点的坐标的三点说明(1)(1)表示空间中点的坐标需要表示空间中点的坐标需要3 3个实数个实数,即有序数组即有序数组(x,y,z),(x,y,z),且且点与有序数组是一一对应的点与有序数组是一一对应的.(2)(2)若点的坐标有两个若点的坐标有两个0,0,则该点在坐标轴上则该点在坐标轴上.若仅有一个为若仅有一个为0,0,则该点必在坐标平面内则该点必在坐标平面内.若
10、均不为若均不为0,0,则该点既不在坐标轴上则该点既不在坐标轴上,也不在坐标平面内也不在坐标平面内.(3)(3)在空间建立的坐标系不同在空间建立的坐标系不同,同一个点的坐标的表达形式也同一个点的坐标的表达形式也不相同不相同.2.2.空间一些特殊点的坐标空间一些特殊点的坐标(1)(1)原点坐标原点坐标(0,0,0).(0,0,0).(2)x(2)x轴上的点的坐标为轴上的点的坐标为(x,0,0),(x,0,0),其中其中x x为任意实数为任意实数.(3)y(3)y轴上的点的坐标为轴上的点的坐标为(0,y,0),(0,y,0),其中其中y y为任意实数为任意实数.(4)z(4)z轴上的点的坐标为轴上的
11、点的坐标为(0,0,z),(0,0,z),其中其中z z为任意实数为任意实数.(5)xOy(5)xOy平面上的点的坐标为平面上的点的坐标为(x,y,0),(x,y,0),其中其中x,yx,y为任意实数为任意实数.(6)yOz(6)yOz平面上的点的坐标为平面上的点的坐标为(0,y,z),(0,y,z),其中其中y,zy,z为任意实数为任意实数.(7)xOz(7)xOz平面上的点的坐标为平面上的点的坐标为(x,0,z),(x,0,z),其中其中x,zx,z为任意实数为任意实数.类型类型 一一 求空求空间间中点的坐中点的坐标标尝试尝试完成下列完成下列题题目目,归纳归纳在空在空间间直角坐直角坐标标系
12、中确定空系中确定空间间一一点点P P的坐的坐标标的步的步骤骤.1.1.在空在空间间直角坐直角坐标标系中系中,在在z z轴轴上的点的坐上的点的坐标标可可记为记为()A.(0,b,0)B.(a,0,0)A.(0,b,0)B.(a,0,0)C.(0,0,c)D.(0,b,c)C.(0,0,c)D.(0,b,c)2.2.如如图图,在在长长方体方体ABCD-ABCDABCD-ABCD中中,|AD|=3,|AB|=5,|AD|=3,|AB|=5,|AA|=3,|AA|=3,设设E E为为DBDB的中点的中点,F,F为为BCBC的中点的中点,在在给给定的空定的空间间直直角坐角坐标标系系DxyzDxyz下下,
13、试试写出写出A,B,C,D,A,B,C,D,E,FA,B,C,D,A,B,C,D,E,F各点各点的坐的坐标标.【解题指南解题指南】1.1.根据根据z z轴上的点的坐标特点:横、纵坐标均为轴上的点的坐标特点:横、纵坐标均为0,0,即可找出正确答案即可找出正确答案.2.2.解答本题首先要明确坐标的定义解答本题首先要明确坐标的定义,再根据定义通过找面内的再根据定义通过找面内的点的坐标得所求点的坐标点的坐标得所求点的坐标.【解析解析】1.1.选选C.C.因为因为z z轴上所有点的横、纵坐标均为零,所以轴上所有点的横、纵坐标均为零,所以选选C.C.2.2.因为因为A A,B B,C C,D D这这4 4
14、个点都在坐标平面个点都在坐标平面xDyxDy内,它们的竖坐内,它们的竖坐标都是标都是0 0,而它们的横坐标和纵坐标可利用,而它们的横坐标和纵坐标可利用|AD|=3,|AB|=5|AD|=3,|AB|=5写写出,所以出,所以A(3A(3,0 0,0)0),B(3B(3,5 5,0)0),C(0C(0,5 5,0)0),D(0D(0,0 0,0)0);因为平面;因为平面ABCDABCD与坐标平面与坐标平面xDyxDy平行,且平行,且|AA|=3,|AA|=3,所以所以AA,BB,C,DC,D的竖坐标都是的竖坐标都是3 3,而它们的,而它们的横坐标和纵坐标分别与横坐标和纵坐标分别与A A,B B,C
15、 C,D D的相同,所以的相同,所以A(3A(3,0 0,3)3),B(3B(3,5 5,3)3),C(0C(0,5 5,3)3),D(0D(0,0 0,3)3);由于由于E E是是DBDB的中点,所以它在坐标平面的中点,所以它在坐标平面xDyxDy上的射影为上的射影为DBDB的的中点,从而中点,从而E E的横坐标和纵坐标分别是的横坐标和纵坐标分别是BB的的 ,同理,同理E E的竖坐的竖坐标也是标也是BB的竖坐标的的竖坐标的 ,所以,所以 由由F F为为BCBC的中点可的中点可知,知,F F在坐标平面在坐标平面xDyxDy的射影为的射影为BCBC的中点,所以的中点,所以F F的横坐标和纵的横坐
16、标和纵坐标分别为坐标分别为 和和5 5,同理点,同理点F F在在z z轴上的投影是轴上的投影是DDDD的中点,故的中点,故其竖坐标为其竖坐标为 ,所以,所以【互动探究互动探究】题题2 2的条件不变的条件不变,求点求点E E关于关于x x轴轴,平面平面xDzxDz的对称的对称点点.【解析解析】设点设点E E关于关于x x轴对称的点为轴对称的点为E E0 0(x(x0 0,y,y0 0,z,z0 0),),为为E E0 0E E的中点的中点,所以所以 解之解之,得得所以所以同理可得:点同理可得:点E E关于平面关于平面xDzxDz的对称点为的对称点为 【技法点拨技法点拨】在空间直角坐标系中确定空间
17、一点在空间直角坐标系中确定空间一点P P的坐标的步的坐标的步骤骤【变变式式训练训练】如如图图,三棱柱三棱柱ABC-AABC-A1 1B B1 1C C1 1中中,所有棱所有棱长长都都为为2,2,侧侧棱棱AAAA1 1底面底面ABC,ABC,建立适当坐建立适当坐标标系系,写出各写出各顶顶点的坐点的坐标标.【解题指南解题指南】根据底面为正三角形根据底面为正三角形,可取可取ACAC中点为坐标原点中点为坐标原点,AC,AC的中垂线为的中垂线为x x轴轴,AC,AC为为y y轴轴,面面ACCACC1 1A A1 1中与中与ACAC垂直的直线为垂直的直线为z z轴轴.【解析解析】取取ACAC的中点的中点O
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- 高中数学 课件 空间 直角 坐标系
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