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1、3空间直角坐标系3.1空间直角坐标系3.2空间两点间的距离公式[问题]空间中如何表示板凳和气球的位置?[提示]可借助于平面坐标系的思想建立空间直角坐标系,如图所示.1.从空间某一定点O引三条互相垂直且有相同单位长度的数轴,这样就建立了空间直角坐标系O-xyz.点O叫坐标原点;3.这三条坐标轴中每两条确定一个坐标平面,分别称为xoy面,yoz面,zox面横轴纵轴竖轴定点2.x轴,y轴,z轴叫做坐标轴.一、空间点的直角坐标面面面横轴纵轴竖轴定点空间直角坐标系二.三个坐标轴的正方向符合右手系.空间的点有序数组特殊点的表示:坐标轴上的点坐标面上的点三、空间直角坐标中点坐标:注:(1)
2、.点在x轴上,则y=z=0;点在y轴上,则x=z=0;点在z轴上,则x=y=0注:(2).点在平面xoy内,则z=0;点在平面xoz内,则y=0;点在平面yoz内,则x=0x轴、y轴、z轴空间直角坐标系O-xyz点Ox轴、y轴、z轴每两个坐标轴xOyyOzxOz二、空间一点的坐标空间一点M的坐标可以用_____________________来表示,_____________________叫做点M在此空间直角坐标系中的坐标,记作___________,其中___叫做点M的横坐标,____叫做点M的纵坐标,___叫做点M的竖坐标.有序实数组(x,y,z)有序实数组(x,y,z
3、)M(x,y,z)xyz1.要求坐标就必须建立空间直角坐标系.2.同一个点在不同的坐标系中的坐标也不同.3.识记一些特殊位置的点的坐标.[问题1]如何求数轴上两点间的距离?[提示]
4、AB
5、=
6、x1-x2
7、=
8、x2-x1
9、[问题2]如何求平面直角坐标系中,P、Q两点间距离?[问题3]若在空间中已知P1(x1,y1,z1),P2(x2,y2,z2),如何求
10、P1P2
11、.1.点(2,0,3)在空间直角坐标系中的()A.y轴上B.xOy平面上C.xOz平面上D.第一象限内解析:点(2,0,3)的纵坐标为0,所以该点在xOz平面上.答案:C2.点P(1,2,-1)在xOy平面内的垂足为
12、B(x,y,z),则x+y+z=()A.3B.2C.1D.0解析:点P(1,2,-1)在xOy平面内的垂足为B(1,2,0),∴x+y+z=3.答案:A3.在空间直角坐标系中,点P(-2,1,4)关于x轴对称的点的坐标是________;关于xOy平面对称的点的坐标是________;关于点A(1,0,2)对称的点的坐标是________.解析:点P关于x轴对称后,它在x轴的分量不变,在y轴,z轴的分量变为原来的相反数,所以点P关于x轴的对称点P1的坐标为(-2,-1,-4).点P关于xOy平面对称后,它在x轴,y轴的分量均不变,在z轴的分量变为原来的相反数,所以点P关于xO
13、y平面的对称点P2的坐标为(-2,1,-4).设点P关于点A的对称点坐标为P3(x,y,z),由中点坐标公式可得答案:(-2,-1,-4)(-2,1,-4)(4,-1,0)4.已知点A(-4,-1,-9),B(-10,1,-6),C(-2,-4,-3),试判断△ABC的形状.[边听边记](1)∵D是坐标原点,A、C、D′分别在x轴、y轴、z轴的正半轴上,又正方体棱长为2,∴D(0,0,0)、A(2,0,0)、C(0,2,0),D′(0,0,2).∵B点在xDy平面上,它在x、y轴上的射影分别是A、C,∴B(2,2,0),同理,A′(2,0,2)、C′(0,2,2);∵B′在x
14、Dy平面上的射影是B,在z轴上的射影是D′,∴B′(2,2,2).(2)方法同(1),可求得A′(2,0,0)、B′(2,2,0)、C′(0,2,0)、D′(0,0,0)、A(2,0,-2)、B(2,2,-2)、C(0,2,-2)、D(0,0,-2).空间中点P坐标的确定方法:(1)由P点分别作垂直于x轴、y轴、z轴的平面,依次交x轴、y轴、z轴于点Px,Py,Pz,这三个点在x轴、y轴、z轴上的坐标分别为x、y、z,那么点P的坐标就是(x,y,z).(2)若题所给图形中存在垂直于坐标轴的平面,或点P在坐标轴或坐标平面上,则要充分利用这一性质解题.[思路点拨]只要类比平面直角
15、坐标系中点的对称问题就可解决.解析:(1)由于点P关于xOy平面对称后,它在x轴、y轴的分量不变,在z轴的分量变为原来的相反数,所以对称点为P1(-3,2,1);(2)由于点P关于yOz平面对称后,它在y轴、z轴的分量不变,在x轴的分量变为原来的相反数,所以对称点为P2(3,2,-1);(3)由于点P关于zOx平面对称后,它在x轴、z轴的分量不变,在y轴的分量变为原来的相反数,所以对称点为P3(-3,-2,-1);(4)由于点P关于x轴对称后,它在x轴的分量不变,在y轴、z轴的分量变为原来的相反数,所以