爱智康七年级尖子班寒假讲义第5讲平面直角坐标系基础与几何变换.docx

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爱智康七年级尖子班寒假讲义第5讲平面直角坐标系基础与几何变换

平面直角坐标系基础与几何变换

模块一平面直角坐标系相关概念

知识点睛

1.有序实数对

有顺序的两个数以a与b组成的实数对,叫做有序实数对,记作(a,b).

注意:

当a≠6时,(a,b)和(b,a)是不同的两个有序实数对.

2.平面直角坐标系

在平面内有两条公共点并且互相垂直的数轴就构成了平面直角坐标系,通常把其中水平的一条数轴叫做横轴或x轴,取向右的方向为正方向;铅直的数轴叫做纵轴或y轴,取向上的方向为正方向,两数轴的交点叫做坐标原点;x轴和y轴统称为坐标轴;建立了直角坐标系的平面叫做坐标平面.

3.象限

x轴和y轴把坐标平面分成四个部分,称为四个象限,按逆时针顺序依次叫做第一象限,第二象限,第三象限,第四象限.

注意:

(1)两条坐标轴不属于任何一个象限.

(2)如果所表示的平面直角坐标系具有实际意义时,要在表示横轴,纵轴的字母后附上单位.

4.点的坐标

对于坐标平面内的一点A,过点A分别向x轴、y轴作垂线,垂足在x轴、y轴上对应的数a、b分别叫做点A的横坐标和纵坐标,有序实数对(a,b)叫做点A的坐标,记作A(a,b).

坐标平面内的点与有序实数对是一一对应的.

注意:

横坐标写在纵坐标前面,中间用“,”号隔开,再用小括号括起来.

5.中点坐标公式

已知坐标系中两点A(a1,b1),B(a2,b2).则A、B的中点C坐标为(

典型例题

一、象限与坐标的结合

【例1】

(1)在平面直角坐标系中,若点P的坐标为(﹣3,2),则点P所在的象限是()

A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限

(2)若点A(a+1,b-2)在第二象限,则点B(﹣a,b+1)在()

A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限

(3)若点P(2k-1,1-k)在第四象限,则k的取值范围为()

A.k>1B.k<0.5C.k>0.5D.0.5

二、坐标确定位置

【例2】

(1)如图中的一张脸,小明说:

“如果我用(0,2)表示左眼,用(2,2)表示右

眼”,那么嘴的位置可以表示成()

A.(0,1)B.(2,1)C.(1,0)D.(1,﹣1)

(2)如果8排6座记作(8,6),那么(3,5)表示()

A.3排5座B.5排3座C.5排5座D.3排3座

能力提升

【例2】

(1)若李玲从学校出发先向东走1000米,再向南走1500米便可到家,则用(1000,

﹣1500)表示李玲家的位置,若王辉从学校出发先向西走500米,再向北走2000米便可到家,则用(﹣500,2000)表示王辉家的位置,若刘晓从学校出发先向东走1500米,再向北走1500米便可到家,则刘晓家的位置可表示为()

A.(1500,1500)B.(﹣1500,1500)

C.(1500,﹣1500)D.(﹣1500,﹣1500)

(2)以校门所在位置为原点,分别以正东、正北方向为x轴、v轴的正方向建立平面直角坐标系,如果出校门向东走60m,再向北走80m,记作(60,80),那么明明家位置

(﹣30,60)的含义是()

A.出校门向西走30m,再向南走60m

B.出校门向西走30m,再向北走60m

C.出校门向东走30m,再向南走60m

D.出校门向东走30m,再向北走60m

【例3】

(1)如图,己知棋子“车”的坐标为(﹣2,3),棋子“马”的坐标为

(1,3),则棋子“炮”的坐标为()

A.(3,2)B.(3,1)C.(2,2)D.(﹣2,2)

(2)如图所示的象棋盘上,若“帅”位于点(1,﹣2)上,“相”位于点(3,﹣2)上,则“炮”位于点()

A.(﹣1,1)B.(﹣1,2)C.(﹣2,1)D。

(﹣2,2)

巅峰冲刺

【例4】如图,若以火车站为坐标原点,建立平面直角坐标系,超市的坐标为(2,﹣3),则市场的坐标__________,文化馆的坐标_________,医院坐标_________,体育场的坐标_____.

知识点睛

1、各象限内点的坐标特征

点P(x,y)在第一象限⇔x>0,y>0;

点P(x,y)在第二象限⇔x<0,y>0;

点P(x,y)在第三象限⇔x<0,y<0;

点P(x,y)在第四象限⇔x>0,y<0.

2、坐标轴上点的坐标特征

点P(x,y)在x轴上⇔y=0,x为任意实数;

点P(x,y)在y轴上⇔x=0,y为任意实数;

点P(x,y)即在x轴上,又在y轴上⇔x=0,y=0,即点P的坐标为(0,0).

3、两坐标轴夹角平分线上点的坐标特征

点P(x,y)在第一、三象限夹角的角平分线上⇔x=y;

点P(x,y)在第二、四象限夹角的角平分线上⇔x+y=0.

4、平行于坐标轴的直线上的点的坐标特征

平行于x轴直线上的两点,其纵坐标相等,横坐标为两个不相等的实数;

平行于y轴直线上的两点,其横坐标相等,纵坐标为两个不相等的实数.

5、坐标平面内对称点的坐标特征

点P(a,b)关于x轴的对称点是P'(a,﹣b),即横坐标不变,纵坐标互为相反数.

点P(a,b)关于y轴的对称点是P'(﹣a,b),即纵坐标不变,横坐标互为相反数.

点P(a,b)关于坐标原点的对称点是P'(﹣a,﹣b),即横坐标互为相反数,纵坐标也互为相反数.

点P(a,b)关于点Q(m,n)的对称点是M(2m﹣a,2n﹣b).

 

典型例题

一、在特殊位置上的点的坐标(坐标轴,角平分线)

【例5】

(1)在平面直角坐标系中,点A(x-1,2-x)在第一象限,则x的取值范围是

______________.

(2)如果点P(m,1-2m)在第四象限,那么m的取值范围是()

A.

B.

C.m<0D.

【例6】

(1)点(3+m,1-m)若在x轴上,则该点坐标为______,若在y轴上,则该点坐标为__________.

(2)如果点A(x,y)在第三象限,则点B(﹣x,y-1)在________.

(3)己知点P(x,3x-2)在x轴上,则P点的坐标为_________.

【巩固】点P(m+3,m-l)在x轴上,则点P的坐标为()

A.(0,﹣2)B.(2,0)C.(4,0)D.(0,﹣4)

【例7】

(1)己知点P(2x,x+3)在第二象限坐标轴夹角平分线上,求点Q(﹣x+2,2x+3)的坐标.

(2)己知点P(2x,x+3)在第一象限坐标轴夹角平分线上,求点Q(﹣x+2,2x+3)的坐标.

二、点的对称

【例8】

(1)点P(3,﹣5)关于x轴对称的点的坐标为()

A.(﹣3,﹣5)B.(5,3)

C.(﹣3,5)D.(3,5)

(2)点P(﹣2,1)关于y轴对称的点的坐标为()

A.(﹣2,﹣1)B.(2,1)

C.(2,﹣1)D.(﹣2,1)

(3)在平面直角坐标系中,点P(2,﹣3)关于原点对称点P’的坐标是________.

【巩固】在平面直角坐标系中,点A(2,5)与点B关于y轴对称,则点B的坐标是()

A.(—5,—2)B.(﹣2,﹣5)C.(﹣2,5)D.(2,﹣5)

【例9】

(1)对任意实数x,点P(x,X2-2x)一定不在()

A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限

(2)己知点A(m,n)在第二象限,则点B(|m|,﹣n)在()

A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限

(3)如果点P(x,y)满足xy=0,那么点P必定在()

A.原点上B.x轴上C.y轴上D.坐标轴上

【巩固】

(1)在直角坐标系中,线段BC∥x轴,则()

A.点B与C的横坐标相等B.点B与C的纵坐标相等

C.点B与C的横坐标与纵坐标分别相等D.点B与C的横坐标、纵坐标都不相等

(2)己知点P(a+1,2a-1)关于x轴的对称点在第一象限,求a的取值范围.

巅峰冲刺

【例10】如图,在平面直角坐标系中,直线l是第一、三象限的角平分线.

实验与探究:

①由图观察易知A(2,0)关于直线l的对称点A’的坐标为(0,2),请在图中分别标

明B(5,3),C(﹣2,5)关于直线l的对称点B’、C’的位置,并写出他们的坐标:

B’________,C’_________;

归纳与发现:

②结合图形观察以上三组点的坐标,你会发现:

坐标平面内任一点P(a,b)们关于第一、三象限的角平分线,的对称点P’的坐标为_______(不必证明);

点A(a,b)在直线l的下方,则a,b的大小关系为_______;若在直线l的上方,

则___________.

模块三点与图像平移

已知点(a,b),它往上平移m个单位后所得的点的坐标为(a,b+m),往下平移m个单位后所得的点的坐标为(a,b-m);

它往左平移n个单位后所得的点的坐标为(a-n,b),往右平移n个单位后所得的点的坐标为(a+n.b)

注意结合图形判断,不要死记硬背。

图形是由点和线组成,平移后的图形大小与形状均与平移前相同,只是位置发生变化而已。

典型例题

一、点的平移

【例11】

(1)把点A(4,3)向右平移两个单位,再向下平移3个单位,得到点A’的坐标为_________.

(2)点A向左平移3个单位,再向下平移1个单位到点(﹣1,3),则点A的坐标

为_________;

(3)若将点P(1,﹣m)向右平移2个单位后,再向上平移1个单位得到点Q(n,

3),则点(m,n)的实际坐标为()

A.(3,﹣2)B.(2,﹣3)C.(3,2)D.(﹣2,3)

【例12】

(1)己知点M(﹣4,2),将坐标系先向下平移3个单位长度,再向左平移3个单位长度,则点M在新坐标系内的坐标为________.

(2)在平面直角坐标系中有一个己知点4,现在x轴向下平移3个单位,y轴向

左平移2个单位,单位长度不变,得到新的坐标系,在新的坐标系下点A的坐标为(﹣1,2),在旧的坐标系下,点A的坐标为________;

二、图像的对称

【例13】

(1)在直角坐标系xOy中,△ABC关于直线y=1轴对称,已知点A坐标是

(4,4),则点B的坐标是()

A.(4,﹣4)B.(﹣4,2)C.(4,﹣2)D.(﹣2,4)

(2)如图,若△AA’B’C’与△ABC关于直线AB对称,则点C的对称点C’的坐标是

()

A.(0,﹣1)B.(0,﹣3)C.(3,0)D.(2,1)

(3)如图,若直线m经过第二、四象限,且平分坐标轴的夹角,Rt△AOB与

Rt△A’OB’关于直线m对称,己知A(1,2),则点A’的坐标为()

A.(﹣1,2)B.(1,﹣2)C.(﹣1,﹣2)D.(﹣2,﹣1)

三、图像的平移

【例14]己知:

如图△ABC的顶点坐标分别为A(﹣4,﹣3),B(0,﹣3),C(﹣2,1),如将B点向右平移2个单位后再向上平移4个单位到达B1点,若设△ABC的面积为S1,△AB1C的面积为S2,则S1,S2的大小关系为()

A.S1>S2B.S1=S2C.S1

【例15】如图,△ABC的顶点坐标分别为A(4,1)、B(6,1)、C(7,5).

(1)先将△ABC向下平移1个单位再向左平移6个单位得对应△A1B1C1,画出△A1B1C1;

(2)直接写出△ABC中三个顶点在两次平移的过程中,运动的路程的和________;

(3)求

(1)中,A1C1与y轴的交点D坐标.

能力提升

【例16】如图,把图①中的⊙A经过平移得到⊙O(如图②),如果图①中⊙A上一点P的

坐标为(m,n),那么平移后在图②中的对应点P’的坐标为_________.

图①图②

【例17]如图,在平面直角坐标系中有三个点A(﹣3,2)、B(﹣5,1)、C(﹣2,0),P(a,b)是△ABC的边AC上一点,△ABC经平移后得到△A1B1C1,点P的对应点为P1(a+6,b+2)。

(1)画出平移后的△A1B1C1,写出点A1、C1的坐标;

(2)若以A、B、C、D为顶点的四边形为平行四边形直接写出D点的坐标;

巅峰冲刺

【例18】平行四边形可以看出平行线段得到的图形.如图,将线段AD沿AB的方向平移AB个单位至BC处,就可以得到平行四边形ABCD;或者将线段AB沿AD的方向平移AD个单位至DC处,也可以得到平行四边形ABCD.

图1图2图3图4

(1)在图1,2,3中,给出平行四边形ABCD的顶点A,B,D的坐标(如图所示),写

出图1,2,3中的顶点C的坐标,它们分别是________,_________,________;

(2)通过对图1,2,3,4的观察和顶点C的坐标的探究,你会发现:

无论平行四边形ABCD

处于直角坐标系中哪个位置,当其顶点坐标为A(a,b),B(c,d),C(m,n),D(e,f)

(如图4)时,则四个顶点的横坐标以a,c,m,e之间的等量关系为_________;纵坐标

b,d,n,f之间的等量关系为___________(不必证明).

模块四坐标系中点的规律

知识点睛

在点的运动过程中,一般会呈现周期性变化,找出周期变化规律即可。

典型例题

【例19】对点(x,y)的一次操作变换记为P(x,y),定义其变换法则如下:

p1(x,y)=(x+y,x-y);且规定pn(x,y)=P1(Pn-1(x,y),(n为大于1的整数),如P1(1,2)=(3,﹣1),P2(1,2)=P1(P1(1,2)=P1(3,﹣1)=(2,4),则P2011(1,﹣1)=()

A、(0,21005)B、(O,﹣21005)c、(0,21006)D、(0,﹣21006)

能力提升

【例20]在平面直角坐标系中,小明做走棋的游戏,其走法是:

棋子从原点出发,第1步

向右走1个单位,第2步向右走2个单位,第3步向上走1个单位,第4步向右走1个单位…

依此类推,第n步的走法是:

当几能被3整除时,则向上走1个单位;当n被3除,余数

为1时,则向右走1个单位;当n被3除,余数为2时,则向右走2个单位,当走完第100

步时,棋子所处位置的坐标是()

A.(66,34)B.(67,33)C.(100,33)D.(99,34)

巅峰冲剌

【例21】方格中有一点P和△ABC,笫一步:

作点P关于点A的对称点P1;第二步:

作点

P1关于点B的对称点P2;第三步:

作点P2关于点C的对称点P3;第四步:

作点P3关于点

A的对称点P4…;如此一直对称下去.问:

第2009次对称后,求点P2009与P之间的距

离为是多少?

(每一方格的边长为1).

【例22]如图,在平面直角坐标系中,一颗棋子从点P处开始依次关于点A,B,C作循环

对称跳动,即第一次跳到点P关于点A的对称点M处,接着跳到点M关于点B的对称点

N处,第三次再跳到点N关于点C的对称点处,.,,,如此下去,求经过第2009次跳动之后,棋子落点的坐标。

课后作业

【习题1】在平面直角坐标系中,己知线段AB的两个端点分别是A(-4,-1),B(1,1),

将线段AB平移后得到线段A’B’,若点A’的坐标为(-2,2),则点B’的坐标为()

A.(4,3)B.(3,4)C.(-1,-2)D.(-2,-1)

【习题2】坐标平面上有一个轴对称图形,A(3,-

)、B(3,

)两点在此图形上且互为对称点,若此图形上有一点C(-2,-9),则C的对称点坐标为()

A.(-2,1)B.(﹣2,﹣

)C.(﹣

9)D.(8,﹣9)

【习题3】在平面直角坐标系中,点A(2,5)与点B关于y轴对称,则点B的坐标是()

A.(﹣5,﹣2)B.(﹣2,﹣5)c.(﹣2,5)D.(2,﹣5)

【习题4】在平面直角坐标系中,点P(2,﹣3)关于原点对称点P’的坐标是____.

【习题5】P(3,﹣2)关于y=1对称点的Q点坐标为________.

【习题6】在直角坐标系上,点(x1,y1)关于点(x2,y2)的对称点坐标是()

A.(x2﹣2x1,y2﹣2y1)B.(x1﹣2x2,y1﹣2y2)

C.(2x1﹣x2,2y1﹣y2)D.(2x2﹣x1,2y2﹣y1)

【习题7】以平行四边形ABCD的顶点A为原点,直线AD为x轴建立直角坐标系,己知

B、D点的坐标分别为(1,3),(4,0),把平行四边形向上平移2个单位,那么C点平移后相应的点的坐标是()

A.(3,3)B.(5,3)C.(3,5)D.(5,5)

【习题8】如图方格纸中的每个小方格都是边长为1的正方形,我们把以格点间连线为边

的三角形称为“格点三角形”,图中的△ABC是格点三角形,在建立平面直角坐标系后,

点B的坐标为(﹣1,﹣1).把△ABC向左平移7格后得到△A1B1C1,画出△A1B1C1的图形并

写出点B1的坐标;

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