如圖1,有只小蜘蛛從直線上1的位置開始,向右沿直線爬行3個(gè)單位后,它的位置在哪里呢?
我們很容易算出小蜘蛛到達(dá)4的位置。因此,當(dāng)小蜘蛛在這樣一條直線上爬行時(shí),我們很容易用一個(gè)數(shù)來表示它的位置。
現(xiàn)在,這只小蜘蛛在如圖2所示的位置,你還能比較準(zhǔn)確地表示它的位置嗎?
我們會(huì)發(fā)現(xiàn),此時(shí)的蜘蛛并沒有在給出的直線上爬行,而是爬到了直線的上方,該如何確定它的具體位置呢?小蜘蛛在3的上方,但距離這條直線到底多遠(yuǎn)呢?很顯然我們現(xiàn)在無法用單獨(dú)的一個(gè)數(shù)去表示蜘蛛的位置了。
這時(shí),再借助一條豎直的直線,同時(shí)標(biāo)上小蜘蛛到橫向直線的距離,如圖3,我們就能精準(zhǔn)地讀出小蜘蛛的位置,橫向是3個(gè)單位,縱向是2個(gè)單位。由此看來,在平面內(nèi)確定蜘蛛的位置需要兩個(gè)數(shù)來表示,我們可以記作(3,2)。如果蜘蛛跑到了(2,3)這個(gè)位置上,聰明的你能在圖3中指出它在哪里嗎?
實(shí)際上,在生活中,我們經(jīng)常會(huì)碰到用兩個(gè)量去描述物體位置的例子,如在電影院根據(jù)第幾排和第幾座確定自己的位置。
再如地球上任意一點(diǎn)都有自己的經(jīng)緯度,根據(jù)這個(gè)球面坐標(biāo)系,我們可以確定地球表面的具體位置。
在數(shù)學(xué)的歷史長(zhǎng)河中,有一位數(shù)學(xué)家正是從蜘蛛織網(wǎng)中得到靈感,他就是法國(guó)數(shù)學(xué)家笛卡爾。
據(jù)說他在重病臥床時(shí),仍反復(fù)思考一個(gè)問題:代數(shù)方程是抽象的,幾何圖形是直觀的,能不能通過什么途徑把它們結(jié)合在一起呢?當(dāng)看到墻上的蜘蛛上、下、左、右運(yùn)動(dòng)時(shí),笛卡爾大受啟發(fā),以墻角作為起點(diǎn),墻上三條互相垂直的線當(dāng)作三根數(shù)軸,那空間中任意一點(diǎn)的位置都可以用三個(gè)數(shù)表示出來。對(duì)于平面幾何也是如此,笛卡爾由此創(chuàng)造出了舉世矚目的平面直角坐標(biāo)系。他寫的《方法論》在1637年6月8日出版,首次將代數(shù)與幾何結(jié)合起來,這一天也正是解析幾何誕生于世的日子。
(作者單位:江蘇省昆山市玉山中學(xué))