数学选择性必修 第二册2.1 空间直角坐标系优秀ppt课件
展开1.在平面直角坐标系的基础上,了解空间直角坐标系,感受建立空间直角坐标系的必要性,会用空间直角坐标系刻画点的位置.2.借助特殊长方体(所有棱分别与坐标轴平行)顶点的坐标,探索并得出空间两点间的距离公式.核心素养:数学运算、直观想象
空间直角坐标系O-xyz
思考 空间直角坐标系有什么作用?可以通过空间直角坐标系将空间点、直线、平面数量化,将空间位置关系解析化.
思考 空间直角坐标系中,坐标轴上的点的坐标有何特征?
x轴上的点的纵坐标、竖坐标都为0,即(x,0,0).y轴上的点的横坐标、竖坐标都为0,即(0,y,0).z轴上的点的横坐标、纵坐标都为0,即(0,0,z).
三、空间两点间的距离公式
距离是几何中的基本度量,几何问题和一些实际问题经常涉及距离.两点间的距离也就是以这两点为端点的线段的长度.在空间直角坐标系中,两点间的距离与两点的坐标有何关系?
空间中两点间的距离可以转化为长方体对角线的长度.
【提示】 空间两点间的距离公式是平面两点间的距离公式的推广.
判断正误:1.空间直角坐标系中,在x轴上的点的坐标一定是(0,b,c)的形式.( )2.空间直角坐标系中,在xOz平面内的点的坐标一定是(a,0,c)的形式.( )3.关于坐标平面yOz对称的点其纵坐标、竖坐标保持不变,横坐标相反.( )
例1 (1)画一个正方体ABCD-A1B1C1D1,若以A为坐标原点,以棱AB,AD,AA1所在的直线分别为x轴、y轴、z轴,取正方体的棱长为单位长度,建立空间直角坐标系,则①顶点A,C的坐标分别为______________;②棱C1C中点的坐标为_________;③正方形AA1B1B对角线的交点的坐标为__________.
(0,0,0),(1,1,0)
(2)已知正四棱锥P-ABCD的底面边长为4,侧棱长为10,试建立适当的空间直角坐标系,写出各顶点的坐标.
以正四棱锥的底面中心为原点,平行于BC,AB所在的直线分别为x轴、y轴,垂直于平面ABCD的直线为z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
反思感悟 (1)建立空间直角坐标系的原则①让尽可能多的点落在坐标轴上或坐标平面.②充分利用几何图形的对称性.(2)求某点M的坐标的方法作MM′垂直平面xOy,垂足M′,求M′的横坐标x,纵坐标y,即点M的横坐标x,纵坐标y,再求M点在z轴上射影的竖坐标z,即为M点的竖坐标z,于是得到M点的坐标(x,y,z).
由F作FM⊥AD,FN⊥CD,垂足分别为M,N,
例2 在空间直角坐标系中,已知点P(-2,1,4).(1)求点P关于x轴对称的点的坐标;(2)求点P关于xOy平面对称的点的坐标;
(3)求点P关于点M(2,-1,-4)对称的点的坐标.
反思感悟 空间点对称问题的解题策略(1)空间点的对称问题可类比平面直角坐标系中点的对称问题,要掌握对称点的变化规律,才能准确求解.(2)对称点的问题常常采用“关于谁对称,谁保持不变,其余坐标相反”这个结论.
跟踪训练 已知点P(2,3,-1)关于坐标平面xOy的对称点为P1,点P1关于坐标平面yOz的对称点为P2,点P2关于z轴的对称点为P3,则点P3的坐标为____________.
三、空间中两点间的距离
反思感悟 求空间中两点间距离的方法求空间中两点间的距离时,一般使用空间两点间的距离公式,应用公式的关键在于建立适当的空间直角坐标系,确定两点的坐标.确定点的坐标的方法视具体题目而定,一般来说,要转化到平面中求解,有时也利用几何图形的特征,结合平面直角坐标系的知识确定.
1.在空间直角坐标系中,P(2,3,4),Q(-2,-3,-4)两点的位置关系是( )A.关于x轴对称 B.关于yOz平面对称C.关于坐标原点对称 D.以上都不对
2.点P(1,1,1)关于xOy平面的对称点P1的坐标为__________;点P关于z轴的对称点P2的坐标为____________.
3.已知空间直角坐标系中三点A,B,M,点A与点B关于点M对称,且已知A点的坐标为(3,2,1),M点的坐标为(4,3,1),则B点的坐标为________.
4.如图,正方体ABCD-A′B′C′D′的棱长为2,则图中的点M关于y轴的对称点的坐标为________________.
5.如图,在空间直角坐标系中,BC=2,原点O是BC的中点,点D在平面yOz内,且∠BDC=90°,∠DCB=30°,求点D的坐标.
解 过点D作DE⊥BC,垂足为E.在Rt△BDC中,∠BDC=90°,∠DCB=30°,BC=2,
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