4.3 空间直角坐标系
4.3.1 空间直角坐标系
4.3.2 空间两点间的距离公式
[目标] 1.会建立空间直角坐标系(右手直角坐标系),会表示空间中的任意点;2.能在空间直角坐标系中求出点的坐标;3.记住空间两点间的距离公式,并能应用两点间的距离公式解决一些简单的问题.
[重点] 空间点的表示及点的坐标的求解,空间两点间的距离公式及应用.
[难点] 对空间直角坐标系的理解,空间两点间距离公式的推导.
知识点一 空间直角坐标系
[填一填]
1.空间直角坐标系的构成要素
(1)原点:原点O.
(2)坐标轴:x轴,y轴,z轴.
(3)坐标平面:xOy平面,yOz平面,xOz平面.
2.右手直角坐标系的要求
(1)右手拇指指向x轴的正方向.
(2)右手食指指向y轴的正方向.
(3)右手中指指向z轴的正方向.
3.空间一点的坐标
空间一点M有序实数组(x,y,z).
其中x称为横坐标,y称为纵坐标,z称为竖坐标.
[答一答]
1.三个坐标平面的关系是怎样的?在xOy平面内画平面图形时,应怎样画?
提示:三个坐标平面两两垂直;在xOy平面内画平面图形时,应采用斜二测画法.
2.正确的画“√”,错误的画“×”.
(1)空间直角坐标系中x轴上点的坐标x=0,z=0.( × )
(2)空间直角坐标系中xOz平面上点的坐标满足z=0.( × )
(3)关于坐标平面yOz对称的点的坐标其纵、竖坐标不变,横坐标相反.( √ )
知识点二 空间两点间的距离公式
[填一填]
1.公式:已知空间中任意两点P1(x1,y1,z1),P2(x2,y2,z2),则|P1P2|=.
2.特殊情况:空间中任意一点P(x,y,z)与原点O的距离为|OP|=.
[答一答]
3.已知点P(x,y,z),如果r为定值,那么x2+y2+z2=r2表示什么图形?
提示:由为点P到坐标原点的距离,结合x2+y2+z2=r2知点P到原点的距离为定值|r|,因此r≠0时,x2+y2+z2=r2表示以原点为球心,|r|为半径的球面;r=0时,x2+y2+z2=r2表示坐标原点.
4.已知A(4,1,3),B(2,-5,1),C是AB的中点,则C点的坐标为( A )
A.(3,-2,2) B.(3,2,1)
C. D.
类型一 空间中点的坐标的确定
[例1] 在棱长为1的正方体ABCDA1B1C1D1中,E,F分别是D1D,BD的中点,G在棱CD上,且CG=CD,H为C1G的中点,试建立适当的坐标系,写出E,F,G,H的坐标.
[分析] 求空间直角坐标系内点的坐标时,一般找出要求的点在xOy面上射影的坐标,再找该点与射影间的距离以确定竖坐标.