🧮 代数
🧭笛卡尔坐标
两条数轴一交叉,平面上的每个点都有了自己的门牌号。
电影票上印着「5 排 3 座」,你不用问任何人,径直就能走到座位:先找第 5 排,再数到第 3 个。三百多年前,数学家笛卡尔把这套「报座位」的办法搬进了数学——画两条互相垂直的数轴,平面上的每个点就都有了独一无二的地址。
两条数轴,一张地图
这两条数轴各有分工:
- 横着的一条叫 x 轴,向右为正;
- 竖着的一条叫 y 轴,向上为正;
- 它们的交点叫原点 ,地址是 。
一个点的地址写成有序对 :括号里先横后竖。 和 是两个不同的点——顺序就是规矩,这正是「有序」两个字的分量。
怎么走到 (2, 3)
读坐标像走路,口诀是先横后竖:从原点出发,沿 x 轴向右走 2 步,再向上走 3 步,落脚处就是 。反过来,想读出某个点的坐标,就看它横向对着 x 轴上的哪个数、纵向对着 y 轴上的哪个数,按「先横后竖」报出来。
顺序报反了会怎样
把 写成 ,等于先横走 3 步再竖走 2 步——落脚在另一个点。坐标题最常见的丢分,就是把这对数报反了。
四个象限的符号暗号
两条数轴把平面切成四块,从右上角开始逆时针编号:第一、二、三、四象限。位置不用背,盯住符号就行:
- 第一象限 :x、y 都是正;
- 第二象限 :x 负 y 正,在左上;
- 第三象限 :两个都负,在左下;
- 第四象限 :x 正 y 负,在右下。
两条坐标轴本身不属于任何象限——轴上的点至少有一个坐标是 ,比如 。
坐标板
(3, -2) → 第IV象限
先横着走 x 步,再竖着走 y 步 —— 有序对 (x, y) 唯一确定一个点。
拖动 x、y 两个滑块,看点在平面上游走,读数牌会报出它住在哪个象限。给自己三个任务:把点挪进第二象限;找一个「住在 x 轴上」的点;再让 x、y 同号——看看点会落在哪两块区域。
门牌号有什么用
- 地图与导航:经度和纬度就是一对坐标,报出「北纬 30°、东经 120°」,地球上的点也跑不掉;
- 游戏世界:很多游戏里角色的位置写成 ,三维世界里还得多带一个 ;
- 影剧院与教室:几排几座,就是最朴素的坐标。
之后你在直线方程里会看到:一条直线,就是所有满足 的点 排成的整齐队伍——而每个 ,正是今天学的坐标。变量与函数机里机器的输入和输出,也刚好能放进这对括号。
动手检验
随堂小测
1. 点 (-3, 4) 在第几象限?
2. 从原点向右走 4 步、向下走 2 步,落点是?
3. 一个点正好在 x 轴上,它的坐标有什么特点?