《空间坐标系1》PPT教学课件

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空间直角坐标系PPT课件

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通过透视变换将三维图形投影 到某一平面上,产生近大远小
的效果。
二面投影
将三维图形分别投影到两个互 相垂直的平面上,得到两个二
维图形。
三面投影
将三维图形分别投影到三个互 相垂直的平面上,得到三个二
维图形。
05
空间直角坐标系与向量代数
向量的线性运算
向量的加法
向量加法满足交换律和结合律,即向量a+b=b+a, (a+b)+c=a+(b+c)。
描述向量场中某点处场量旋转程度的大小和方向,其方向垂直于该 点处的场量。
06
空间直角坐标系与微积分
微分学在空间直角坐标系中的应用
空间直角坐标系中的导数
导数描述了函数在某一点处的切线斜率,在空间直角坐标 系中,导数可以用来研究函数在三维空间中的变化趋势。
空间曲线在某点的切线方向
通过求导数,可以得到空间曲线在某一点的切线方向向量, 从而确定该点处曲线的变化趋势。
曲线和曲面的长度
通过使用一重积分,可以计算三维空间中曲线和曲面的长度。
重积分在空间直角坐标系中的应用
01
重积分在解决实际问题中的应用
重积分在解决实际问题中有着广泛的应用,例如计算物体的质量、质心、
转动惯量等。
02 03
重积分的物理意义
重积分的结果具有明确的物理意义,例如三重积分的结果表示三维空间 的体积,二重积分的结果表示二维平面的面积,一重积分的结果表示一 维线段的长度。
性质
空间直角坐标系具有方向性、正 交性和无限延展性,是描述空间 中点位置的数学工具。
坐标系的建立
01
02
03
确定原点
选择一个点作为原点,该 点是空间直角坐标系的起 点。

1.3.1空间直角坐标系 课件(共15张PPT)

1.3.1空间直角坐标系 课件(共15张PPT)

e1 x
O e2
y
∠xOy=135°(或45),∠yOz=90°.
在空间直角坐标系中,让右手拇指指向x轴 的正方向,食指指向y轴的正方向,如果中 指指向z轴的正方向,则称这个坐标系为右 手直角坐标系,本书建立的坐标系都是右 手直角坐标系。
3
学习新知
在空间直角坐标系Oxyz中(如图), i, j, k 为坐标向量,对空
间任意一点A,对应一个向量OA,且点A的位置由向量OA 唯一
确定,由空间向量基本定理,存在唯一的有序实数组(x,y,z),
使 OA xi yj zk
在单位正交基底{i, j, k}
此时向量OA的坐标恰是点A 在直角坐标系Oxyz中的坐标 A(x,y,z),其中x叫做点A的横 坐标,y叫做点P的纵坐标,z 叫做点A的竖坐标.
14
能力训练
如图所示,已知三棱锥P-ABC 中,PA=PC, ∠APC=∠ACB=90°,且∠BAC=30°,且平面PAC⊥平 面ABC,建立适当的坐标系,写出每一个顶点的坐标.
解:分别取AC、AB的中点为H、D, 连接PH,HD,∵PA=PC,∴PH⊥AC 又平面PAC⊥平面ABC,交线为AC, PH在平面 PAC内,∴PH⊥平面ABC. 又 BC⊥AC,∴HD⊥AC.
唯一的实数组使.p xa yb zc
单位正交基底:如果空间的一个基底的三个基向量互相垂 直,且长都为1,则这个基底叫做单位正交基底,
常用{ i, j, k }表示
计算单位正交基之间的数量积i j, i k, j k, i i, j j, k k.
2
学习新知 空间直角坐标系:在空间选定一点O和一个单位正交基
1.3.1空间直角坐标系
复习引入
共线向量定理: 对空间任意两个向量a、(b b 0),a / /b的

空间直角坐标系课件13317共40页文档

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(0 1)2 (0 3)2 (a 1)2 解得: a 3 M 点的坐标为 (0,0, 3 )
例 3 设 P 在 x轴上,它到 P1(0, 2,3)的距离为 到点 P2 (0,1,1)的距离的两倍,求点 P 的坐标.
解 因 为 P 在 x 轴 上 , 设P点坐标为 (x,0,0),
问题引入
1.数轴Ox上的点M,用代数的方法怎样表示呢?
数轴Ox上的点M,可用与它对应的实数x表示;
M
O
x
x
2.直角坐标平面上的点M,怎样表示呢?
直角坐标平面上的点M,可用一对有序实数(x,y)
表示.
y
y A(x,y)
Ox
x
问题引入 数轴上的点
B -2 -1 O 1
A 2 3x
数轴上的点可以用 唯一的一个实数表示
2 D '(0, 0, 2)
C'
A'
o
3
xA (3, 0, 0)
B ' (3, 4, 2 )
4
y
C (0,4,0)
B (3, 4, 0)
三、空间中点的射影点与对称点坐标
1.点P(x , y , z) 在下列坐
标平面中的射影点为:
(1)在xoy平面射影点为 P1__(_x_,y_,_0)____;
平 面 : |P 1 P 2|(x 1 x 2)2 (y 1 y 2)2
类比 猜想
空 间 : |P 1 P 2 |( x 1 x 2 ) 2 (y 1 y 2 ) 2 ( z 1 z 2 ) 2
空间两点间的距离公式
(1) 在空间直角坐标系中,任意一点 P(x,y,z)到原点的距离:
P2(x2,y2,z2)

空间直角坐标系ppt课件

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坐标系 Oxyz 中 x 轴、y 轴、z 轴的正方向
上的单位向量,且O→B=-i+j-k,则点 B 的坐标是
√A.(-1,1,-1)
B.(-i,j,-k)
C.(1,-1,-1)
D.不确定
由空间直角坐标系中点的坐标的定义可知点B的坐标为(-1,1,-1).
D.5,23,2
由题图知,点 P 在 x 轴、y 轴、z 轴上的射影分别为 P1,P2,P3, 它们在坐标轴上的坐标分别是32,5,4,故点 P 的坐标是32,5,4.
3.已知点 B 的坐标是(-1,2,1),则|O→B|=
√A. 6
B.6
C. 5
D.5
由 B 点坐标是(-1,2,1),得O→B=-i+2j+k,故|O→B|2=1+4+1=6, 故|O→B|= 6.
特别提醒
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.
训练3.已知点P(2,3,-1)关于坐标平面Oxy的对称点为P1,点P1关于坐标平面 Oyz 的 对 称 点 为 P2 , 点 P2 关 于 z 轴 的 对 称 点 为 P3 , 则 (点2,P-3 的3,坐1)标 为 ______________.
则p=a+2b+3c=x(a+b)+y(a-b)+zc=(x+y)a+(x-y)b+zc,
x+y=1,
x=23,
所以xz=-3y,=2,解得yz==3-,12,
故 p 在基底{a+b,a-b,c}下的坐标为32,-21,3.
二、空间点及向量的坐标表示
探究 2 在平面直角坐标系中,{i,j}为一个单位正交基底,O→A=xi+yj,那么向 量O→A的坐标为(x,y),点 A 的坐标为(x,y);如果设{i,j,k}为空间的单位正交 基底,O→A=xi+yj+zk,猜想空间向量O→A的坐标是什么?点 A 的坐标是什么? 提示 (x,y,z);(x,y,z).

空间直角坐标系课件

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contents
目录
• 空间直角坐标系的基本概念 • 空间直角坐标系的表示方法 • 空间直角坐标系的应用 • 空间直角坐标系与三维图形的关系 • 空间直角坐标系中的曲线方程 • 空间直角坐标系中的曲面方程
01
空间直角坐标系的基 本概念
定义与性质
定义
空间直角坐标系是由三个互相垂 直的坐标轴组成的,通常称为x轴 、y轴、z轴。
曲面方程的基本概念
曲面方程的定义
曲面方程是描述曲面形状和大小的一种数学表达式,通常由两个 或三个变量的方程组成。
曲面方程的分类
根据曲面形状的不同,曲面方程可以分为平面方程、球面方程、 旋转曲面方程等。
曲面方程的几何意义
曲面方程的解对应着三维空间中的点集,这些点集构成了一个特 定的曲面。
曲面方程的求解方法
性质
空间直角坐标系具有方向性,每 个轴的正方向都有确定的指向, 且三个轴互相垂直,满足勾股定 理。
坐标系的建立
01
02
03
确定原点
选择一个点作为原点,该 点是坐标系的起点和中心 点。
确定坐标轴
根据需要选择三个互相垂 直的平面,分别确定x轴 、y轴、z轴的方向。
单位长度
根据需要确定坐标轴上的 单位长度,可以是厘米、 米、千米等。
地球表面模型
地球表面的形状可以用球面方程来表示,通过球面方程可以计算地 球上任意一点的经纬度和海拔高度。
建筑设计
在建筑设计中,可以利用曲面方程来描述建筑物的外观和结构,如 穹顶、弧形墙面等。
工程制图
在工程制图中,曲面方程可以用来绘制各种机械零件、电子元件等的 三维图形。
THANK YOU
向量的模和向量的数量积

空间直角坐标系1-41页PPT精品文档

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a0,
b0
向量 a与向量 b的夹角
(a ,b )(b,a) (0)
b

a
类似地, 可定义向量与一轴或空间两轴的夹角. 特殊地, 当两个向量中有一个零向量时, 规定
它们的夹角可在0与Π之间任意取值.
2009.2.6
北京工商大学
7-1-17
向量及其线性运算
空间两点间距离公式
特殊地 若两点分别为M (x,y,z),O(0,0,0) d OM x2y2z2
向径 空 向间 量直. 角坐O标M系常中用任r一表点示M. 与原点构成的
2009.2.6
北京工商大学
7-1-15
向量及其线性运算
例 设 P 在 x 轴 ,它 上 P 到 1 (0 , 2 ,点 3 )的距离为到点 P2(0,1,1)的距离的两倍,求点P的坐标. 解 设P点坐标为 (x,0,0)
说明: 数轴上的任何一个向量 a 均可用相应的单位
向量的数乘向量来表示.
2009.2.6
北京工商大学
7-1-9
向量及其线性运算
例 试用向量方法证明:对角线互相平分的四边形 必是平行四边形.
证 AM MC
D

M
BM MD A
C B
AD AMMDMCBM BC
AD∥ BC且 ADBC结论得证.
b
a
ab b
(平行四边形法则与三角形法则)
特殊地 a
若 a‖

b
b
分为同向和反向
ac
b
|c | |a | |b |
a b
c
a b
|c ||a ||b |
2009.2.6
北京工商大学

空间直角坐标系ppt课件

空间直角坐标系ppt课件
对应一个向量 OA ,且点 A 的位置由向量 OA 唯一确定,由空间向量基本定理,存在
唯一的有序实数组(x,y,z),使 OA xi yj zk .
z
在单位正交基底{i,j,k}下与向量 OA 对应的
有序实数组(x,y,z),叫做点 A 在空间直角坐标
系中的坐标,记作 A(x,y,z),其中 x 叫做点 A 的
么点 A(向量 OA )的坐标为(x,y,z).
z
k
i
x
.A
O j
y
空间直角坐标系中,点在坐标轴上或在坐标平面上时,其坐标的特点
(1)x轴上点的坐标中,纵坐标和竖坐标为0;
z
• C
(2)y轴上点的坐标中,横坐标和竖坐标为0;
(3)z轴上点的坐标中,横坐标和纵坐标为0.
1
O•

F
• 1
A
x
• E

1
下的坐标是 , ,3 .
2
2 2
z 3,


z 3,


故选 B.
3.在空间直角坐标系中,已知点 A 2, 1,3 ,B 4,1, 1 ,则线段 AB 的中点坐标是(
A. 1, 0, 2
B. 1, 0,1
C. 3, 0,1
向量的运算,所以,基底概念的引入为几何问题代数化奠定了基础.
类比于前面学过的平面向量的相关知识,平面向量的运算可以转化为
数的运算,那么,空间向量的运算是否也可以转化为数的运算?
能否利用空间向量基本定理和空间的单位正交基底,建立空间直角坐
标系,进而建立空间向量的坐标与空间点的坐标的一一对应呢?下面
我们就来研究这个问题.

1.3.1 空间直角坐标系 课件(共24张PPT)

1.3.1 空间直角坐标系 课件(共24张PPT)

AB C1 A1
2
2, 2
向量 AB 与向量 C1 A1 的夹角是 135°.
1. 空间向量运算的坐标表示; 2. 空间向量数量积运算的坐标表示的证明; 3. 空间向量的平行、垂直、长度和夹角余弦的坐标表示; 4. 空间两点间的距离公式.
谢 谢
设{i, j, k} 为空间的一个单位正交基底,则 a a1i a2 j a3k , b b1i b2 j b3k ,所以 a b (a1i a2 j a3k ) (b1i b2 j b3k ) ,利用向量数量积的分配律以及 i i j j k k 1 , i j j k k i 0 ,得 a b a1b1 a2b2 a3b3 .
a1b1 a2b2 a3b3 a12 a22 a32 b12 b22 b32 .
探究四:空间两点间的距离公式
如图建立空间直角坐标系 Oxyz,设 P1(x1, y1, z1) , P2 (x2 , y2 , z2 ) 是空间中任意两点,则 P1P2 OP2 OP1 (x2 x1, y2 y1, z2 z1) .
第一章 空间向量与立体几何
1.3.1 空间直角坐标系
学习目标:
1.掌握平行向量,垂直向量的坐标表示,并能解决相关的向量的 平行,向量的垂直问题. 2.能熟练应用两个向量夹角与向量长度的坐标计算公式.
学习重点:
向量的坐标运算,夹角公式,距离公式,空间向量平行 和垂直的条件.
导入
同学们,因为我们学过平面向量,知道平面向量的坐标运算,从 上一节课,我们知道,一个空间向量的坐标等于表示此向量的有向线 段减去起点坐标,你还能得出空间向量的相关运算的坐标表示并给出 证明吗?
A.-1
B.1
C.-4
D.4
解析
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思考6:设点M的坐标为(x,y,z) 那么点M关于x轴、y轴、z轴及原点 对称的点的坐标分别是什么?
z
M(x,y,z)
O
y
x
N(x,-y,-z)
2020/12/10
18
思考7:设点A(x1,y1,z1),点 B(x2,y2,z2),则线段AB的中点 M的坐标如何?
M (x 1 x 2,y 1 y 2,z1 z2) 222
z
2020/12/10
O
x
y
10
思考6:如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1 中,以点D为坐标原点建立空间右手
直角坐标系,那么x轴、y轴、z轴
应如何选取?
z
D1
A1 D
C1 B1
C
y
A
B
x
2020/12/10
11
思考7:在空间直角坐标系Oxyz中, 三个坐标平面将空间分成几个部分?
z
x
2020/12/10
三条交于一点且两 两互相垂直的数轴
2020/12/10
6
思考3:在空间中,取三条交于一点 且两两互相垂直的数轴:x轴、y轴、 z轴,组成空间直角坐标系Oxyz,在 平面上如何画空间直角坐标系?
∠xOy=135° ∠yOz=90°
z
O
y
x
2020/12/10
7
思考4:在空间直角坐标系中,对三条数
轴的方向作如下约定:伸出右手,拇指
2020/12/10
3
2020/12/10
4
知识探究(一):空间直角坐标系
思考1:数轴上的点M的坐标用一个实
数x表示,它是一维坐标;平面上的
点M的坐标用一对有序实数(x,y)
表示,它是二维坐标.设想:对于空
间中的点的坐标,需要几个实数表
示?
(x,y) y
Ox x
2020/12/10
O
x
5
思考2:平面直角坐标系由两条互相 垂直的数轴组成,设想:空间直角 坐标系由几条数轴组成?其相对位 置关系如何?
空间直角坐标系
2020/12/10
1
还在被立体几何中繁琐 的证明过程而苦恼么? 想摆脱这种折磨么? 想摆脱这挣扎吗?
2020/12/10
2
问题提出
t
p
1 2
5730
对于直线上的点,我们可以通 过数轴来确定点的位置;对于平面 上的点,我们可以通过平面直角坐 标系来确定点的位置;对于空间中 的点,我们也希望建立适当的坐标 系来确定点的位置. 因此,如何在 空间中建立坐标系,就成为我们需 要研究的课题.
z
x轴上的点:(x,0,0)
O
y
x
xOy平面上的点:(x,y,0)
2020/12/10
16
思考5:设点M的坐标为(a,b,c)
过点M分别作xOy平面、yOz平面、
xOz平面的垂线,那么三个垂足的坐
标分别如何?
z
B(0,b,c)
C(a,0,c)
C
B M
O
y
x
2020/12/10
A
A(a,b,0)
17
指向为x轴正方向,食指指向为y轴正方
向,中指指向为z轴正方向,并称这样
的坐标系为右手直角坐标系.那么下列
空间直角坐标系中哪些是右手直角坐标
系?
z
2020/12/10
O
y
x
8
z
y
O
x
(1)
z x
O
y
(3)
2020/12/10
z
y
x
O
(2)
O
x
y
z
(4) 9
思考5:在空间直角坐标系Oxyz中, 其中点O叫做坐标原点,x轴、y轴、 z轴叫做坐标轴,通过每两个坐标轴 的平面叫做坐标平面,并分别称为 xOy平面、yOz平面、xOz平面.这三 个坐标平面的位置关系如何?
y
12
知识探究(二)空间直角坐标系中点的坐标
思考1:在平面直角坐标系中,点M的 横坐标、纵坐标的含义如何?
y (x,y)
|x| |y|
O
x
2020/12/10
13
思考2:在空间直角坐标系中,设点M为空 间的一个定点,过点M分别作垂直于x轴、 y轴、z轴的平面,垂足为A、B、C. 设点 A、B、C在x轴、y轴、z轴上的坐标分别 为x、y、z,那么点M的位置与有序实数 组(x,y,z)是一个什么对应关系?
2020/12/10
19
理论迁移
例1 如图,在长方体OABCD′A′B′C′中,|OA|=3,|OC|=4, |OD′|=2,写出长方体各顶点的坐标.
2020/12/10
z
D′
C′
A′
B′
O
Cy
x
A
B
20
PPT教学课件
谢谢观看
Thank You For Watching
21
z
xO A x
2020/12/10
z M
M
y
O
y
x
By
z
C
z
M
O
y
x
14
思考3:上述有序实数组(x,y,z) 称为点M的空间坐标,其中x、y、z 分别叫做点M的横坐标、纵坐标、竖坐标,这三个坐标的值一定是正 数吗?
z
2020/12/10
C
M
O
z By
x
Ay
x
15
思考4:x轴、y轴、z轴上的点的坐标 有何特点?xOy平面、yOz平面、xOz 平面上的点的坐标有何特点?
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