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专题 3.1 确定位置与平面直角坐标系
1. 能运用有序数对、方向和距离确定物体位置,理解其实际应用价值。
教学目标 2. 掌握平面直角坐标系的构成,会在坐标系中表示点及由点写坐标。
3. 体会数形结合思想,发展空间观念与应用数学解决问题的能力。
1.重点
(1)用有序数对、方向和距离确定位置的方法及应用。
(2)平面直角坐标系的基本概念,点与坐标的对应关系。
教学重难点
2.难点
(1)灵活选择合适方式确定位置,理解不同方式的适用场景。
(2) 理解平面直角坐标系中点的坐标含义,突破数形转化的抽象性。
知识点01 确定位置
在平面内,确定一个物体的位置一般需要两个数据。【即学即练1-1】根据下列表述,能确定具体位置的是( )
A.八年级教室 B.北京东路
C.东偏北 方向 D.东经 ,北纬
【即学即练1-2】在实际生活中,我们经常采用“角度 距离”的方法来确定物体的相对位置.如图,以
点为基准点,射线 方向为起始边,规定逆时针方向旋转为正角度 ,顺时针方向旋转为负角
度 如: 方向为 方向绕 点逆时针旋转 ,点 与点 的距离为 ,因此点 可以用
有序数对记为 ,类似地,点 可以记为 .以下点的位置标记正确的是( )
A.点 B.点
C.点 D.点
知识点02 平面直角坐标系
1.平面直角坐标系的定义:两条互相垂直的共原点数轴组成.水平的数轴叫做横轴(x轴),取向右为正
方向;竖直的数轴叫做纵轴(y轴),取向上为正方向;两轴公共的原点为坐标原点.
注意:同一数轴上的单位长度是一样的,一般情况下两轴上的单位长度也相同.
2.点的坐标:如下图,由点P分别向x轴和y轴作垂线,垂足A在x轴上的坐标是a,垂足B在y轴上的坐
标是b,则点P的坐标为 ,其中a为点P的横坐标,b为点P的纵坐标.
y
B
b P
A
O a x
3.象限和坐标轴:
(1)第一象限内的点 的坐标满足: , ;(2)第二象限内的点 的坐标满足: ,
;
(3)第三象限内的点 的坐标满足:x<0, ;(4)第四象限内的点 的坐标满足: ,
.(5)x轴上的点 的坐标满足: ;(6)y轴上的点 的坐标满足: ;
注意:两条坐标轴上的点不属于任何一个象限.
4.坐标系中的特殊直线:
(1)与x轴平行的直线:所有点的纵坐标都相等,即直线为 ;
(2)与y轴平行的直线:所有点的横坐标都相等,即直线为 .
(3)一、三象限角平分线:横坐标与纵坐标相等,且直线为 ;
(4)二、四象限角平分线:横坐标与纵坐标互为相反数,且直线为 .
5.点到特殊直线的距离:
(1)点 到x轴的距离为 ;到直线 (m为常数)的距离为 ;
(2)点 到y轴的距离为 ;到直线 (n为常数)的距离为 .
【即学即练2-1】下列说法不正确的是( )
A.点 在第二象限
B.点 到y轴的距离为2
C.若点 中 ,则点P在x轴上
D.若点 在x轴上,则
【即学即练2-2】已知平面直角坐标系内的不同点 .则下列说法中正确的是( )
A.若点 A 在第一、三象限的角平分线上,则
B.若点 B 在第二、四象限的角平分线上,则
C.若直线 平行于 x 轴,则 且
D.若直线 平行于 y 轴,且 ,则
【即学即练2-3】已知点 ,
(1)若点P在y轴上,求点P的坐标;
(2)若点 ,且 轴,求a的值;
(3)若点P在第二象限,且点P到两坐标轴的距离之和为8,求点P的坐标.
题型01 用有序数对表示位置/路线
【典例1】2025年郑州两会于2月7号-8号召开,以下最能够准确表示会议位置的是( )
A.平顶山东北方向 B.北纬34.76°,东经113.68°
C.金水区 D.距离洛阳136公里处【变式1】如图是雷达探测到的6个目标,若目标A用 表示,目标E用 表示,那么
表示的是( )
A.目标B B.目标C C.目标D D.目标F
【变式2】我国古代数学家杨辉发现了如图所示的三角形,我们称之为“杨辉三角形”,若用有序数对
表示第m排从左到右第n个数,如 表示正整数2, 表示正整数3,则 表示的正整数是
( )
A.7 B.21 C.23 D.35
【变式3】如图,在 的方格(每小格边长为1)内有1只甲虫,它爬行规律总是先左右,再上下.规定:
向右与向上为正,向左与向下为负.从A到B的爬行路线记为: ,从B到A的爬行路线为:
,其中第一个数表示左右爬行信息,第二个数表示上下爬行信息.
(1)图中 (________,________);
(2)若甲虫的爬行路线为 ,计算甲虫爬行的路程;
(3)若甲虫从点A出发,爬行路线依次为 , , , ,最终到达点P,请在图中
标出点P的位置.题型02 判断点所在的象限
【典例2】在平面直角坐标系内,点 位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【变式1】在平面直角坐标系中,下列位于第四象限的点的坐标是( )
A. B. C. D.
【变式2】某公司正在开发一款基于直角坐标系的导航软件,为了测试软件的准确性,工程师在坐标系中
设置了A,B两个关键点.若点 在第四象限,则点 在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【变式3】若点 在第一象限,则点 一定在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
题型03 求点到坐标轴的距离
【典例3】点 到 轴的距离是 ,到 轴的距离是 .
【变式1】已知点 ,则点A到x轴的距离是 ;到y轴的距离是 .
【变式2】点 到 轴的距离是 ,到坐标原点的距离是 .
【变式3】点P在第四象限,且到x轴、y轴的距离分别为4、3.则点P的坐标是 .
题型04 已知含参数的点在坐标轴上求点的坐标
【典例4】已知点 在y轴上,则 .
【变式1】如果点 在直角坐标系的x轴上,那么点M的坐标为
【变式2】已知在第二象限内的点P的坐标为 ,且点P到两坐标轴的距离相等,则点P的坐
标是 .
【变式3】在平面直角坐标系中,已知点 的坐标为 ,将点 到 轴的距离记作 ,到 轴的距
离记作 .
(1)若 ,则 ;
(2)若点 在第二象限,且 ( 为常数),则 的值为 .
题型05 已知点所在的直线平行于坐标轴求点的坐标
【典例5】在平面直角坐标系中,已知点 , .
(1)点 是否可能与原点重合,请说明理由;
(2)若点 在 轴下方,且 轴, ,求 和 的值.【变式1】已知点 ,试根据以下条件分别求出点A的坐标:
(1)点A的横坐标比纵坐标大2;
(2)已知点 ,且 轴.
【变式2】已知点 ,分别根据下列条件求出点 的坐标.
(1)点 在 轴上;
(2)点 的坐标为 ,直线 轴.
【变式3】已知点 的坐标为 .
(1)若点 的坐标为 ,且直线 轴,求点 的坐标.
(2)若点 在第二象限,且到 轴、 轴的距离相等,求点 的坐标.
题型06 坐标与图形
【典例6】已知: , ,
(1)在坐标系中描出各点,画出 ;
(2)求 的面积;
(3)设点P在y轴上,且 与 的面积相等,直接写出点P的坐标.
【变式1】如图,在平面直角坐标系中,已知点 , , .(1)点 落在 轴正半轴,且到原点的距离为3,则 _, _;
(2)在(1)的条件下,在平面坐标系中画出 ,并求出 的面积;
【变式2】在如图所示的平面直角坐标系中表示下面各点:A(0,3); ; ; ;
; ; .
(1) 点到原点的距离是________.
(2)将点 向 轴的负方向平移 个单位,它与点________重合.
(3)连接 ,则直线 与坐标轴是什么关系?
(4)点 分别到 、 轴的距离是多少?
【变式3】如图,平面直角坐标系 中,点 , , .
(1)点C到y轴的距离为______;
(2)求 的面积;
(3)若点P的坐标为 ,
①直接写出线段 的长为______;(用含m的式子表示)
②当 时,求点P的坐标.
题型07 建立适当的平面直角坐标系并写出点的坐标
【典例7】如图是学校的平面示意图,已知旗杆的位置是 ,实验室的位置是 .(1)根据所给条件建立适当的平面直角坐标系,则食堂的位置是___________,图书馆的位置是___________;
(2)已知教学楼的位置是 ,若1个单位长度代表30m,则宿舍楼到教学楼的实际距离是___________.
【变式1】如图是武胜县部分地点的示意图,建立平面直角坐标系后,县政府和四川省武胜中学校的坐标
分别是 , .解答下列问题:
(1)请在示意图中建立平面直角坐标系;
(2)通过计算说明在沿口古镇和客运中心这两个地点中,哪个地点离坐标原点更远.
【变式2】如图是某学校的平面示意图,已知旗杆的位置是 ,实验室的位置是 .
(1)根据所给条件在图中建立适当的平面直角坐标系;
(2)用坐标表示位置:食堂________,图书馆________;
(3)已知办公楼的位置是 ,教学楼的位置是 ,在图中标出办公楼和教学楼的位置;
(4)如果1个单位长度表示 ,那么宿舍楼到教学楼的实际距离为________m.
【变式3】某市的局部区域示意图如图所示,其中每个小正方形的边长均为1个单位长度.(1)请以广场为原点,以正东方向为 轴的正方向,建立平面直角坐标系;
(2)在(1)的前提下,
①写出博物馆的坐标;
②若公园的坐标为 ,请在图中标出公园的位置.
(3)若超市与图书馆所在的直线为 ,大剧院到直线 的距离是多少个单位长度?
题型08 与平面直角坐标系性质有关的新定义型问题
【典例8】在平面直角坐标系中,给出如下定义:点P到x轴,y轴的距离的较大值称为点P的“长距”,
点Q到x轴、y轴的距离相等时,称点Q为“完美点”.
(1)点 的“长距”为______;
(2)若点 是“完美点”,求a的值;
(3)若点 的长距为4,且点C在第二象限内,点D的坐标为 ,试说明:点D是“完美
点”.
【变式1】在平面直角坐标系中,给出如下定义:点 到 轴、 轴的距离的较大值称为点 的“长距”,
点 到 轴、 轴的距离相等时,称点 为“完美点”.
(1)点 的“长距”为_____;
(2)若点 是“完美点”,求 的值;
(3)若点 的长距为4,且点 在第二象限内,点 的坐标为 ,试说明:点 是“完美
点”.
【变式2】在平面直角坐标系中,对于点 ,若点Q的坐标为 ,其中a为常数,则称点
Q是点P的“a级关联点”,例如:点 的“3级关联点”为 ,即 ,
(1)已知点 的“2级关联点”是点B,求点B的坐标;
(2)已知点 的“a级关联点”为 ,求 的值;
(3)已知点 的“ 级关联点”N位于坐标轴上,请直接写出点N的坐标.
【变式3】在平面直角坐标系中,给出如下定义:点P到x轴、y轴的距离的较大值称为点P的“优距”,较小值称为点P的“劣距”,如果点P到x轴、y轴的距离相等,那么我们称点P为“等距点”.
(1)点 的“劣距”为________,这个距离是点A到________(填x或y)轴的距离;
(2)若点 是“等距点”,求a的值;
(3)若点 的“优距”为4,且点C在第二象限内,点D的坐标为 ,判断点D是否为
“等距点”,并说明理由.
一、单选题
1.点 所在象限为( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.根据下列表述,能确定位置的是( )
A.航海东路 B.大卫城负二层停车场
C.奥斯卡影城3号厅2排 D.东经 ,北纬
3.中国象棋是中华民族的文化瑰宝,因趣味性强,深受大众喜爱.如图,若在象棋棋盘上建立平面直角
坐标系,使“帅”位于点 ,“马”位于点 ,则“兵”位于( )
A. B. C. D.
4.下列说法不正确的是( )
A.若 ,则点 一定在第二、四象限的角平分线上
B.点 到 轴的距离是2
C.若 中 ,则点 在 轴上
D.点 可能在第二象限
5.在平面直角坐标系中,点 向右平移 个单位长度,向上平移 个单位长度得到点 ,则
的值为( )
A.1 B. C.5 D.6.若点 在坐标轴上,则点 的坐标为( )
A. B.
C. 或 D. 或
二、填空题
7.平面直角坐标系中,点 在第 象限.
8.已知点 在第二象限,则点 在第 象限.
9.在平面直角坐标系中,点 到原点的距离是 .
10.以水平数轴的原点 为圆心,过正半轴 上的每一个刻度点画同心圆,将 逆时针依次旋转
得到11条射线,构成如图所示的“圆”坐标系,点 的坐标分别表示为
,则点 的坐标表示为 .
11.已知平面直角坐标系中有两点 、 ,且 轴时,则 .
12.若点 ,点 ,点P在y轴上,且三角形 的面积为4,则点P的坐标为 .
三、解答题
13.已知点 .
(1)若点P在 轴上,求点P的坐标;
(2)若点 , 轴,求线段 的长度.
14.如下图,一个小正方形网格的边长表示 .A同学上学时从家中出发,先向东走 ,再向北走
就到达学校.(1)以学校为坐标原点,向东为x轴正方向,向北为y轴正方向,在图中建立平面直角坐标系.
(2)若以 为单位长度,请据图写出B同学家的坐标:________.
(3)在你所建的平面直角坐标系中,如果C同学家的坐标为 ,请你在图中描出表示C同学家的位
置.
15.如图,在 的方格(每小格边长为1)内有1只甲虫,它爬行的规律是先左右,再上下.规定:向
右与向上为正,向左与向下为负.从点 到点 的爬行路线记为 ,从点 到点 的爬行路线
记为 ,其中第一个数表示左右爬行信息,第二个数表示上下爬行信息.
(1)填空:( (__________,________), _______( ,________).
(2)若甲虫从点 开始,爬行路线依次为 , , ,最终到达点 处.请在图中
标出甲虫的爬行路线示意图及最终点P的位置.
16.在平面直角坐标系中,点P的坐标为 .
(1)若点P在过点 且与y轴平行的直线上,求点P的坐标;
(2)将点P先向右平移2个单位,再向上平移3个单位后得到点M,若点M在第三象限,且点M到y轴的距
离为7,求m的值.
17.如图,在平面直角坐标系中,已知 , , 三点,其中 , , 满足关系式:
.
(1)求 , , 的值;(2)如果在第二象限内有一点 ,请用含 的式子表示四边形 的面积.
18.已知点 ,根据下列条件求点P的坐标.
(1)点P在x轴上;
(2)点P的纵坐标比横坐标大5;
(3)在(2)的条件下, 轴,且 ,请直接写出点Q坐标;
(4)点P到x轴的距离为1.
19.在平面直角坐标系中,对于点 ,若点 的坐标为 ,则称点 是点 的“ 阶派生
点”( 为常数,且 ).例如:点 的“2阶派生点”为点 ,即点 , .
(1)若点 的坐标为 ,则它的“3阶派生点”的坐标为 _________.
(2)若点 先向左平移2个单位,再向上平移1个单位后得到了点 ,点 的“ 阶派生点”
位于坐标轴上,求点 的坐标.
20.如图1,在平面直角坐标系中, , ,且满足 ,过C作 轴于B.
(1) , (直接写出答案);
(2)点P在x轴上,若三角形 和三角形 的面积相等,求出P点的坐标;
(3)如图2,若过B作 交y轴于D,且 , 分别平分 , ,求 的度数.