Układ współrzędnych to dwie prostopadłe osie liczbowe o wspólnym punkcie zerowym, dzięki którym położenie każdego punktu płaszczyzny opisujemy parą liczb. Na osi liczbowej wystarczała jedna liczba – na płaszczyźnie potrzebne są dwie.
Budowa układu
- oś $x$ (odciętych) – pozioma, liczby rosną w prawo;
- oś $y$ (rzędnych) – pionowa, liczby rosną w górę;
- początek układu – punkt przecięcia osi, ma współrzędne $(0, 0)$.
Punkt zapisujemy jako $A = (x, y)$. Kolejność jest sztywna: najpierw $x$ (w bok), potem $y$ (w górę). Punkty $(3, 5)$ i $(5, 3)$ to dwa różne miejsca na płaszczyźnie.
Ćwiartki
Osie dzielą płaszczyznę na cztery ćwiartki, numerowane przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, zaczynając od prawej górnej.
| Ćwiartka | Znak $x$ | Znak $y$ | Przykład |
|---|---|---|---|
| I (prawa górna) | $+$ | $+$ | $(4, 2)$ |
| II (lewa górna) | $-$ | $+$ | $(-4, 2)$ |
| III (lewa dolna) | $-$ | $-$ | $(-4, -2)$ |
| IV (prawa dolna) | $+$ | $-$ | $(4, -2)$ |
Punkty leżące na osiach nie należą do żadnej ćwiartki. Każdy punkt osi $x$ ma postać $(x, 0)$, a każdy punkt osi $y$ – postać $(0, y)$.
Przykłady
1. W której ćwiartce leży punkt $K = (-7, 3)$?
Pierwsza współrzędna ujemna, druga dodatnia – to II ćwiartka.
2. Punkt $M$ leży na osi $y$ i jest oddalony od początku układu o 5 jednostek. Jakie ma współrzędne?
Na osi $y$ pierwsza współrzędna to zero. Możliwości dwie: $M = (0, 5)$ albo $M = (0, -5)$.
3. Punkty $A = (-3, 1)$, $B = (2, 1)$, $C = (2, -4)$ są wierzchołkami prostokąta o bokach równoległych do osi. Podaj czwarty wierzchołek.
Bok $AB$ jest poziomy ($y = 1$), bok $BC$ pionowy ($x = 2$). Czwarty wierzchołek $D$ musi leżeć nad $C$ i pod $A$: bierze $x$ od $A$ i $y$ od $C$, czyli $D = (-3, -4)$.
4. Punkt $P = (a, -6)$ leży w III ćwiartce. Co wiesz o liczbie $a$?
W III ćwiartce obie współrzędne są ujemne. Druga już jest ujemna, więc $a < 0$.
Typowe błędy
- Odwracanie kolejności współrzędnych – najpierw zawsze $x$, potem $y$.
- Zapominanie o znakach: punkt $(-2, 5)$ idzie w lewo i w górę.
- Przypisywanie punktów leżących na osi do ćwiartki – one do żadnej nie należą.
- Nierówne jednostki na osiach – przy rysowaniu figur to zniekształca kształt.
Po co to się przydaje
Współrzędne to podstawa GPS, map cyfrowych i grafiki komputerowej – każdy piksel ekranu ma swoją parę liczb. W matematyce to pomost między algebrą a geometrią: równanie zamienia się w rysunek, a rysunek w równanie.
Zgodne z: Matematyka z Plusem i Matematyka z kluczem (klasa 7), dział „Układ współrzędnych”.
