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选修4-4-第一讲-坐标系(平面直角坐标系)
Bx
设C点坐标为(x,y),则点E的坐标为(x/2,y/2),
由b2+c2=5a2,|AC|2+|AB|2=5|BC|2,
即x2+y2+c2=5[(x-c)2+y2], 所以2x2+2y2+2c2-5cx=0.
因为BE =(x/2-c, y/2), CF =(c/2 - x, -y),
所以 BE CF (x/2 - c, y/2)·(c/2 - x, -y) =-(2x2+2y2+2c2-5cx)/4=0 因此,BE与CF互相垂直.
。O 。
O1(-2, 0),O2(2, 0),设P(x, y)
则PM2=PO12-MO12= ( x 2)2 y2 1
同理,PN2= ( x 2)2 y2 1
( x 2)2 y2 1 2[( x 2)2 y2 1]
x2 12x y2 3 0, ( x 6)2 y2 33,
例2 圆O1与圆O2的半径都是1,|O1O2|=4,过动点P 分别作圆O1、圆O2的切线PM、PN (M、N分别为切点), 使得PM= 2 PN,试建立适当的坐标系,求动点P的轨迹
方程。
解:以直线O1O2为x轴,线段 O1O2的垂直平分线为y轴,建立平 M 面直角坐标系,
yP NX
则两圆的圆心坐标分别为
所以双曲线的方程为:
x2 6802
y2 5 3402
1( x 0)
用y=-x代入上式,得 x 680 5, y 680 5,
坐标法 建系时,根据几何特点选择适当的直角坐标系,
注意以下原则:
(1)如果图形有对称中心,可以选对称中心为坐标原点;
(2)如果图形有对称轴,可以选择对称轴为坐标轴;
① 0, 0
②把图形看成点的运动轨迹,平面图形的伸缩变换 可以用坐标伸缩变换得到;
③在伸缩变换下,平面直角坐标系不变,在同一直 角坐标系下进行伸缩变换。
例1 在直角坐标系中,求下列方程所对应的图形
经过伸缩变换:
x 2x
y
3
y
后的图形。
(1) 2x+3y=0;
(2) x2+y2=1
x 2x
保持纵坐标y不变,将横坐标x缩为原来1/2,得到点 P’(x’, y’),坐标对应关系为:
x
1x 2
①
y y
我们把①式叫做平面直角坐标 系中的一个坐标压缩变换。
怎样由正弦曲线y=sinx得到曲线y=3sinx?
y
在正弦曲线上任取一点P(x, y),
保持横坐标x不变,将纵坐标伸长
2
为原来的3倍,就得到曲线y=3sinx。 O
y
在正弦曲线y=sinx上任取一
点P(x, y),保持纵坐标不变,将
横坐标x缩为原来的1/2;
O
x
在此基础上,将纵坐标变为原来 的3倍,就得到正弦曲线y=3sin2x.
即在正弦曲线y=sinx上任取一点P(x,y),若设点P(x,y) 经变换得到点为P’(x’, y’),坐标对应关系为:
x
1
x
2 ③
第一讲 坐标系
平面直角坐标系
声响定位问题
观测点
某中心接到其正东、
正西、正北方向三个观测 点的报告:正西、正北两
观测点 信息中心
个观测点同时听到一声巨
y
响,正东观测点听到巨响
的时间比其他两个观测点
C
晚4s,已知各观测点到中
心的距离都是1020m,试
P
确定该巨响的位置。(假定
当时声音传播的速度为
340m/s,各相关点均在同 B
(3)使图形上的特殊点尽可能多的在坐标轴上。
例1.已知△ABC的三边a, b, c满足yb2+c2=5a2,BE,CF分
别为边AC, CF上的中线,建立适当的平面直角坐标系探
究BE与CF的位置关系。
C
解:以△ABC的顶点A为原
点O,边AB所在的直线x轴,建立
E
直角坐标系,由已知,点A、B、
F的坐标分别为 A(0, 0) , B(c, 0) , F(cO/2,(A0)). F
解:(1)由伸缩变换
y
;
3
y
x
得到
y
1 x 2 1 y
代入
2x+3y=0;
3
得到经过伸缩变换后的图形的方程是 x y 0
(2)将
x y
1
2 1
x y
代入x2+y2=1,
3
得到经过伸缩变换后的图形的方程是 x2 y2 1
49
在伸缩变换
:
x y
x, ( y,(
0) 0)
O
一平面上).
观测点 Ax
以接报中心为原点O,以BA方向为x轴,建立直角 坐标系.设A、B、C分别是西、东、北观测点,
则 A(1020, 0), B(-1020, 0), C(0, 1020)
设P(x, y)为巨响为生点,
y
由B、C同时听到巨响声,得|PC|=|PB|, C
故P在BC的垂直平分线PO上,
P
P即OP的(方68程0为5y,6=8-0x,5 ), 故PO 680 10B 答:因巨A响点发比生B在点信晚息4s中听心到的爆西炸偏声北,450, 距中心 6o80 1A 0mx
故|PA|- |PB|=340×4=1360
由双曲线定义P点在以A, B为焦点的双曲线
x2 a2
y2 b2
1上
a=680, c=1020, b2=c2-a2=10202-6802=5×3402.
平面直角坐标系 中的伸缩变换
思考:y 怎样由正弦曲线y=sinx得到曲线y=sin2x?
2
O
x
在正弦曲线y=sinx上任取一点P(x, y),保持纵坐标不 变,将横坐标x缩为原来的1/2,就得到正弦曲线y=sin2x。
上述变换实质上就是一个坐标的压缩变换
即:设P(x,y)是平面直角坐标系中任意一点,
下,
直线仍然变成直线,
而圆可以变成椭圆,
x
上述变换实质上就是一个坐标的伸长变换
即:设P(x,y)是平面直角坐标系中任意一点,
设P(x, y)是平面直角坐标系中任意一点,保持横坐标
x不变,将纵坐标y伸长为原来的3倍,得到点P’(x’, y’),
坐标对应关系为:
x x
y
3
y
ห้องสมุดไป่ตู้
②
我们把②式叫做平面直角坐标系中的一个坐标伸长变换.
怎样由正弦曲线y=sinx得到曲线y=3sin2x?
y 3 y
把这样的变换叫做平面直角坐标系中的一个坐标伸缩变换
定义:
设P(x, y)是平面直角坐标系中任意一点,在变换:
:
x y
' '
x y
( 0) ( 0)
的作用下,点P(x, y) 对应P’(x’, y’).
称 为平面直角坐标系中的伸缩变换。
上述①②③都是坐标伸缩变换,在它们的作用下,可 以实现平面图形的伸缩。