黑黑
一天早晨,躺在床上的笛卡尔注意到房间里有一只苍蝇在飞来飞去,他便开始思考该如何描述它的位置。
这个问题困扰了笛卡尔许久。直到有一天,他想到了坐标系。这是一个非常出色的系统,它使用数字来描述物体的位置。从天花板上的小苍蝇到海上的大型船舶,甚至是太阳系中的行星,坐标系几乎可以描述所有物体的位置。
二维定位“神器”
笛卡尔将天花板想象成网格,这样他可以只使用两个数字来准确描述苍蝇的位置。这两个数字分别表示苍蝇到笛卡尔的卧室两面墙之间的距离。
笛卡尔使用坐标系中的两个数字来描述一个物体的位置,也就是物体到原点的距离。第一个坐标是水平位置(从原点到左边或右边的距离),第二个坐标是垂直位置(从原点到上方或下方的距离)。
我们可以使笛卡尔假想的天花板网格更加完善,并使用坐标系来描述苍蝇在天花板的位置。在坐标系上,苍蝇用点表示,水平线称为x轴,垂直线称为y轴。苍蝇水平位置的数值称为x轴坐标,而苍蝇垂直位置的数值称为y轴坐标。这样,我们就可以用坐标(4,2)来表示苍蝇在天花板的位置。
但是,如何描述在原点左边或下边的物体的位置呢?为此,我们可以延伸x轴和y轴,使它们包含负数。在x轴上,负数显示在原点的左侧。在y轴上,负数显示在原点的下方。坐标(-3,-2)描述的是在原点左下方的物体的位置。
其实,笛卡尔设计的坐标系共有8种方案。我们平常的书写方式是第1种方案,而常见的屏幕坐标系是第6种方案。
坐标系,大用处
仅有x轴和y轴的坐标系只适用于二维图形。如果在坐标系上再加一条线,代表第三维,这条线称为z轴,这样就可以形成一个三维坐标系。其中,x轴表示左右空间,y轴表示上下空间,z轴表示前后空间。
利用這个坐标系,我们可以说明三维物体在三维空间中的位置,例如一个房间中盒子所处的位置。
因此,在日常生活中,我们也可以利用三维坐标系来定位物体的位置。例如,当考古学家们挖掘文物时,他们会用绳子在现场做一个网格,然后使用网格坐标来准确记录在挖掘过程中发现的各种文物的位置。