一、平面解析几何的基本思想和主要问题
平面解析几何是用代数的方法研究几何问题的一门数学学科,其基本思想就是用代数的方法研究几何问题。例如,用直线的方程可以研究直线的性质,用两条直线的方程可以研究这两条直线的位置关系等。
平面解析几何研究的问题主要有两类:一是根据已知条件,求出表示平面曲线的方程;二是通过方程,研究平面曲线的性质。
二、直线坐标系和直角坐标系
直线坐标系,也就是数轴,它有三个要素:原点、度量单位和方向。如果让一个实数与数轴上坐标为的点对应,那么就可以在实数集与数轴上的点集之间建立一一对应关系。
点与实数对应,则称点的坐标为,记作,如点坐标为,则记作;点坐标为,则记为。
直角坐标系是由两条互相垂直且有公共原点的数轴组成,两条数轴的度量单位一般相同,但有时也可以不同,两个数轴的交点是直角坐标系的原点。在平面直角坐标系中,有序实数对构成的集合与坐标平面内的点集具有一一对应关系。
一个点的坐标是这样求得的,由点向轴及轴作垂线,在两坐标轴上形成正投影,在轴上的正投影所对应的值为点的'横坐标,在轴上的正投影所对应的值为点的纵坐标。
在学习这两种坐标系时,要注意用类比的方法。例如,平面直角坐标系是二维坐标系,它有两个坐标轴,每个点的坐标需用两个实数(即一对有序实数)来表示,而直线坐标系是一维坐标系,它只有一个坐标轴,每个点的坐标只需用一个实数来表示。
三、向量的有关概念和公式
如果数轴上的任意一点沿着轴的正向或负向移动到另一个点,则说点在轴上作了一次位移。位移是一个既有大小又有方向的量,通常叫做位移向量,简称向量,记作。如果点移动的方向与数轴的正方向相同,则向量为正,否则为负。线段的长叫做向量的长度,记作。向量的长度连同表示其方向的正负号叫做向量的坐标(或数量),用表示。这里同学们要分清,三个符号的含义。
对于数轴上任意三点,都有成立。该等式左边表示在数轴上点向点作一次位移,等式右边表示点先向点作一次位移,再由点向点作一次位移,它们的最终结果是相同的。
向量的坐标公式(或数量公式),它表示向量的数量等于终点的坐标减去起点的坐标,这个公式非常重要。
有相等坐标的两个向量相等,看做同一个向量;反之,两个相等向量坐标必相等。
注意:①相等的所有向量看做一个整体,作为同一向量,都等于以原点为起点,坐标与这所有向量相等的那个向量。②向量与数轴上的实数(或点)是一一对应的,零向量即原点。
四、两点的距离公式和中点公式
1、对于数轴上的两点,设它们的坐标分别为,则的距离为,的中点的坐标为。
由于表示数轴上两点与的距离,所以在解一些简单的含绝对值的方程或不等式时,常借助于数形结合思想,将问题转化为数轴上的距离问题加以解决。例如,解方程时,可以将问题看作在数轴上求一点,使它到,的距离之和等于。
2、对于直角坐标系中的两点,设它们的坐标分别为,则两点的距离为,的中点的坐标满足。
两点的距离公式和中点公式是解析几何中最基本、最常用的公式之一,要求同学们能熟练掌握并能灵活运用。
五、坐标法
坐标法是数学中一种重要的数学思想方法,它是借助于坐标系来研究几何图形的一种方法,是数形结合的典范。这种方法是在平面上建立直角坐标系,用坐标表示点,把曲线看成满足某种条件的点的集合或轨迹,用曲线上点的坐标所满足的方程表示曲线,通过研究方程,间接地来研究曲线的性质。
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