几何入门篇 · 平面直角坐标系:点的坐标 + 象限 + 坐标与图形
适用年级 :7 年级(初一)下学期 · 人教版。它是函数(第 3 章)的直接地基 ——一次函数、反比例函数、二次函数的图象,全都画在坐标系里。学函数觉得"图看不懂"的同学,八成是这一章没打牢,回来补它。
这一章教你把"位置"变成"两个数"。有了坐标系,几何图形就能用代数(数)来算,这是初中数学最重要的一次"数形结合"。我们放慢速度 ,从"为什么要用两个数定位"讲起,配图看懂,再记结论。
12.1 为什么要两个数:先从"一根数轴不够用"说起
一根数轴,能定"线上"一个点的位置(一个数就够)。但要定一张纸(平面)上 一个点,一个数不够——你还得说清它"左右在哪、上下在哪"。所以要用两条数轴 。
把两条互相垂直、原点重合 的数轴放在一起,就组成了平面直角坐标系 :
- 水平的那条叫 x 轴(横轴) ,向右为正方向;
- 竖直的那条叫 y 轴(纵轴) ,向上为正方向;
- 两轴的交点 O 叫原点 。
平面直角坐标系:x 轴(横,向右正)、y 轴(竖,向上正)、原点 O
x
y
O
→ 向右为正
↑ 向上为正
一句话记 :"横 x 竖 y,向右向上为正,交点是原点 O。"
12.2 点的坐标:先横后竖,(x, y) 别写反
平面上任意一点 P,从它分别向 x 轴、y 轴作垂线,垂足在两条轴上各对应一个数:
- 落在 x 轴 上的那个数,叫 P 的横坐标 ;
- 落在 y 轴 上的那个数,叫 P 的纵坐标 。
把它们按 (横坐标, 纵坐标) 的顺序写成一对,就是点 P 的坐标 ,记作 P(x, y)。
点 P(3, 2):向 x 轴作垂线得横坐标 3,向 y 轴作垂线得纵坐标 2
x
y
O
3
2
P(3, 2)
★ 最容易错的地方:顺序! 坐标一定是 (x, y)——先横后竖 。(3, 2) 和 (2, 3) 是两个完全不同的点。
口诀 :"先横后竖,横在前,竖在后。"
反过来"描点" :给你 (3, 2),就从原点先沿 x 轴走到 3,再向上走 2,落点就是它。"先走横,再走竖。"
七年级 当场练一题 |写出点 A(在 y 轴右边 4、x 轴上方 1)和点 B(在 y 轴左边 2、x 轴下方 3)的坐标。
A:右 4 → 横坐标 +4;上 1 → 纵坐标 +1 → A(4, 1)
B:左 2 → 横坐标 −2;下 3 → 纵坐标 −3 → B(−2, −3)
突破口:右上为正、左下为负;先定横坐标的正负,再定纵坐标的正负。
12.3 四个象限:坐标的正负决定点在哪个"区"
两条坐标轴把平面分成了四块 ,每一块叫一个象限 。从右上角 那块开始,逆时针 依次是第一、二、三、四象限。
四个象限(从右上逆时针数)及各自的符号规律
x
y
O
第一象限
(+, +)
第二象限
(−, +)
第三象限
(−, −)
第四象限
(+, −)
★ 象限符号表(背这张,判断题秒杀)
象限
位置
横坐标 x
纵坐标 y
符号
第一象限
右上
+
+
(+, +)
第二象限
左上
−
+
(−, +)
第三象限
左下
−
−
(−, −)
第四象限
右下
+
−
(+, −)
怎么记 :从右上角开始逆时针转一圈 (一→二→三→四),x 的符号是"正负负正",y 的符号是"正正负负"。
另一个记法 :x 管左右 (右正左负),y 管上下 (上正下负);两个符号一凑,就知道在哪个象限。
★ 特别注意:坐标轴上的点,不属于任何象限!
- x 轴上的点:纵坐标为 0,形如 (a, 0);
- y 轴上的点:横坐标为 0,形如 (0, b);
- 原点是 (0, 0),横纵坐标都是 0。
一句话:"轴上的点不算象限,看谁是 0 就在谁那条轴上。"
七年级 当场练一题 |点 P(−5, 3)、Q(0, −4)、R(2, −6) 分别在哪里?
P(−5, 3):横负纵正 → (−, +) → 第二象限
Q(0, −4):横坐标是 0 → 不在象限,在 y 轴上(负半轴)
R(2, −6):横正纵负 → (+, −) → 第四象限
突破口:先看有没有 0——有 0 就在轴上;没 0 再用符号定象限。
12.4 特殊位置的点:坐标藏着"规律"
有几类点的坐标有固定特征,中考常考"填空/判断",直接记结论:
坐标轴上、两条角平分线上的点,坐标各有规律
x
y
y = x
(横=纵)
y = −x
(横纵互为相反数)
★ 特殊点坐标规律
- x 轴上 的点:纵坐标 = 0 → (a, 0);
- y 轴上 的点:横坐标 = 0 → (0, b);
- 第一、三象限角平分线 (直线 y = x)上的点:横坐标 = 纵坐标 → (a, a);
- 第二、四象限角平分线 (直线 y = −x)上的点:横纵坐标互为相反数 → (a, −a)。
一句话记 :"在 x 轴 y 为 0,在 y 轴 x 为 0;y=x 横纵相等,y=−x 横纵相反。"
12.5 关于对称:坐标怎么变(重点,函数里天天用)
一个点关于 x 轴、y 轴、原点作对称,坐标怎么变?这是 8—9 年级研究函数图象对称性的基础,务必记牢。
点 P(a, b) 关于 x 轴、y 轴、原点对称后的坐标
x
y
O
P(a, b)
(a, −b)
(−a, b)
(−a, −b)
★ 对称变坐标(口诀记) ,设原来的点为 P(a, b):
- 关于 x 轴 对称 → (a, −b):横不变,纵变号 ("关于 x 轴,x 不动,y 取反");
- 关于 y 轴 对称 → (−a, b):纵不变,横变号 ("关于 y 轴,y 不动,x 取反");
- 关于 原点 对称 → (−a, −b):横纵都变号 ("关于原点,全取反")。
超好记的规律 :"关于谁对称,谁那个字母不变;关于原点,两个都变。" (关于 x 轴 → x 不变;关于 y 轴 → y 不变;关于原点 → 都变)
七年级 当场练一题 |点 A(−2, 5),分别写出它关于 x 轴、y 轴、原点的对称点。
关于 x 轴:横不变纵变号 →(−2, −5)
关于 y 轴:纵不变横变号 →(2, 5)
关于原点:两个都变号 →(2, −5)
突破口:记"关于谁,谁不变;原点两个全变",一秒写出。
12.6 坐标与距离:两个常用的"长度"
坐标不仅定位置,还能算长度 。7 年级先掌握两类最基础的:
① 点到坐标轴的距离 (看绝对值)
点 P(a, b):
- 到 x 轴 的距离 = |b| (纵坐标的绝对值,因为 x 轴是"上下"的基准);
- 到 y 轴 的距离 = |a| (横坐标的绝对值)。
注意是绝对值 :距离永远非负,哪怕坐标是负数。例:P(−3, 4) 到 x 轴距离 = |4| = 4,到 y 轴距离 = |−3| = 3。
② 平行于坐标轴的两点间距离 (相减取绝对值)
- 若两点横坐标相同 (连线竖直,平行 y 轴),距离 = 两个纵坐标之差的绝对值 ;
- 若两点纵坐标相同 (连线水平,平行 x 轴),距离 = 两个横坐标之差的绝对值 。
例:A(2, 1) 与 B(2, 6) 横坐标都是 2 → 竖直 → 距离 = |6 − 1| = 5。
七年级 当场练一题 |A(1, 3)、B(5, 3),求线段 AB 的长;并求 A 到 x 轴的距离。
A、B 纵坐标都是 3 → AB 水平 → AB = |5 − 1| = 4
A(1, 3) 到 x 轴距离 = |纵坐标| = |3| = 3
突破口:横坐标相同就减纵坐标,纵坐标相同就减横坐标;到轴的距离看对应坐标的绝对值。
★ 本章记忆总表(考前扫这一张)
【坐标系】横 x(右正)、竖 y(上正),交点原点 O
【读/写坐标】(x, y) 先横后竖,顺序不能反
【四象限】从右上逆时针数 一→二→三→四
一(+,+) 二(−,+) 三(−,−) 四(+,−)
x 管左右(右正左负),y 管上下(上正下负)
轴上的点不属于任何象限:x 轴(a,0)、y 轴(0,b)、原点(0,0)
【特殊点】y=x 上横=纵(a,a);y=−x 上横纵相反(a,−a)
【对称变坐标】关于谁,谁不变;原点全变
关于 x 轴 →(a, −b) 关于 y 轴 →(−a, b) 关于原点 →(−a, −b)
【距离】
P(a,b) 到 x 轴 = |b|,到 y 轴 = |a|
横坐标相同 → 竖直,距离 = |纵差|
纵坐标相同 → 水平,距离 = |横差|