STEAM教育的探究与实践:笛卡尔坐标系

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笛卡尔坐标系

本节课我们来学习笛卡尔坐标系。下面从这四个方面来认识它。

1. 笛卡尔简介; 2. 笛卡尔坐标系简介;

3. 小故事“蜘蛛启发笛卡尔创立坐标系”; 4. 笛卡尔坐标系的应用。

生活中我们会见到这样的场景:小哥哥和小姐姐开车在地图上找 地址,没找着,生气了,正准备吵架,此时姚明送给他们一个导航仪, 快乐准确找位置去了。

这不能不感谢三百多年前的法国数学家笛卡尔,他创立了笛卡尔 坐标系,正是他的发现促进了数学的发展,促进了科学的发展。

一、 笛卡尔简介

勒内•笛卡尔1596331日生于法国安德尔-卢瓦尔省的 图赖讷

1650211日逝于瑞典斯德哥尔摩,法国哲学家、数学 家、物理学家。

他对现代数学的发展做出了重要的贡献,因将几何坐 标体系公式化而被认为是解析几何之父。

下而让我们来了解一下他。 二、 笛卡尔坐标系简介

笛卡尔创立的坐标系就是直角坐标系和斜坐标系的统称。我们一 起了解一下。

三、小故事“蜘蛛启发笛卡尔创立坐标系”


笛卡尔是怎样创立坐标系的呢?还有一个小故事呢。

据说有一天,笛卡尔生病卧床,病情很重,尽管如此他还反复思 考一个问题:几何图形是直观的,而代数方程是比较抽象的,能不能 把几何图形与代数方程结合起来,也就是说能不能用几何图形来表示 方程呢?要想达到此目的,关键是如何把组成几何图形的点和满足方 程的每一组“数”挂上钩,他苦苦思索,拼命琢磨,通过什么样的方 法,才能把“点”和“数”联系起来。

突然,他看见屋顶角上的一只蜘蛛,拉着丝垂了下来,一会儿功 夫,蜘蛛又顺着丝爬上去,在上边左右拉丝。蜘蛛的“表演”使笛卡 尔的思路豁然开朗。他想,可以把蜘蛛看做一个点,它在屋子里可以 上、下、左、右运动,能不能把蜘蛛的每个位置用一组数确定下来呢? 他又想,屋子里相邻的两面墙与地面交出了三条线,如果把地而上的 墙角作为起点,把交出来的三条线作为三根数轴,那么空间中任意一 点的位置就可以用这三根数轴上找到有顺序的三个数表示。反过来, 任意给一组三个有顺序的数也可以在空间中找出一点P与之对应,同 样道理,用一组数xy可以表示平面上的一个点,平面上的一个 点也可以用一组两个有顺序的数来表示,这就是坐标系的雏形。

受到蜘蛛的启发,笛卡尔创立了坐标系。 四、“笛卡尔坐标系”应用广泛

生活中“笛卡尔坐标系”应用非常广泛,例如:

1. (围棋起源)(围棋平面图)

围棋运动产生于我国,至少有两千多年的历史了。棋盘盘面有纵 横各


十九条等距离、垂直交叉的平行线,共构成361个交叉点。

分别用数字「19和汉字一~十九命名,纵线和横线,帮助确定棋 子位置。A位置用数对表示为5,十),B位置表示为10,十一)。

有的也用ABCQRS命名横线,棋子表示方法一样。

2. (地球模型上的经度和纬度模型)

通过地球上的经度和纬度,人们可以确定一个地点在地球上的位 置。 如:武汉市的地理位置是北纬30° 35',东经114° 19'

3. (最适宜人类居住的Gliese581星球)

世界人口己超过七十亿,美丽的地球家园,承受的压力越来越大, 科学家们用哈勃望远镜发现,在遥远的天秤座,还有一个适合人类居 住的星球,格利泽581d星球。让我们一起看看。

谷歌地球不仅能确定地球上的位置,还能确定宇宙空间星球的位 置,星空坐标系统是地球经度线和纬度线的延伸,叫赤经和赤纬。

日常生活和科学中,还有很多“笛卡尔坐标系”应用,比如根据 电影票上的数对能很快找到位置,信息化图像处理应用,3D打卬应 用,空间光纤陀螺研究,量子力学研究等等。笛卡尔的发现促进了科 学的发展,促进了人类现代化发展。

你认识了笛卡尔坐标系吗,这节课就学到这儿吧!请记住笛卡尔 的名言“我思故我在”,我们下次课再见。


本文来源:https://www.wddqw.com/doc/67da37f27b563c1ec5da50e2524de518974bd30b.html